JP4684003B2 - Super high strength thin steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance and workability - Google Patents

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本発明は、耐水素脆化特性(特に成形加工後の耐水素脆化特性)及び加工性に優れた超高強度薄鋼板に関するものであり、殊に、引張強度:1180MPa以上の鋼板で問題となる置き割れ、遅れ破壊といった水素脆化に起因する破壊が抑制され、かつ加工性に優れた超高強度薄鋼板に関するものである。   The present invention relates to an ultra-high-strength thin steel sheet excellent in hydrogen embrittlement resistance (particularly hydrogen embrittlement resistance after forming) and workability, and is particularly problematic for steel sheets having a tensile strength of 1180 MPa or more. The present invention relates to an ultra-high strength thin steel sheet that is suppressed in fracture due to hydrogen embrittlement such as set crack and delayed fracture and has excellent workability.

自動車や産業用機械等を構成する高強度部品をプレス成形加工や曲げ加工して得るにあたり、該加工に供される鋼板は、優れた強度と延性を兼ね備えていることが求められている。近年では、自動車の更なる軽量化等に伴い1180MPa以上の超高強度鋼板に対するニーズが高まっており、この様なニーズに応える鋼板として、特にTRIP(TRansformation Induced Plasticity;変態誘起塑性)鋼板が注目されている。   When a high-strength part constituting an automobile, industrial machine, or the like is obtained by press forming or bending, the steel sheet used for the processing is required to have excellent strength and ductility. In recent years, the need for ultra-high-strength steel sheets of 1180 MPa or more has increased with the further weight reduction of automobiles, and TRIP (TRansformation Induced Plasticity) steel sheets have attracted attention as steel sheets that meet these needs. ing.

TRIP鋼板は、オーステナイト組織が残留しており、マルテンサイト変態開始温度(Ms点)以上の温度で加工変形させると、応力によって残留オーステナイト(残留γ)がマルテンサイトに誘起変態して大きな伸びが得られる鋼板である。その種類として幾つか挙げられ、例えば、ポリゴナルフェライトを母相とし、残留オーステナイトを含むTRIP型複合組織鋼(TPF鋼);焼戻マルテンサイトを母相とし、残留オーステナイトを含むTRIP型焼戻マルテンサイト鋼(TAM鋼);ベイニティックフェライトを母相とし、残留オーステナイトを含むTRIP型ベイナイト鋼(TBF鋼)等が知られている。このうちTBF鋼は古くから知られており(例えば非特許文献1等)、硬質のベイニティックフェライトによって高強度が得られ易く、また当該組織中には、ラス状のベイニティックフェライトの境界に微細な残留オーステナイトが生成し易く、この様な組織形態が非常に優れた伸びをもたらすといった特徴を有している。更にTBF鋼は、1回の熱処理(連続焼鈍工程またはめっき工程)によって容易に製造できるという製造上のメリットもある。   The TRIP steel sheet has a retained austenite structure, and when deformed at a temperature equal to or higher than the martensite transformation start temperature (Ms point), the retained austenite (residual γ) is transformed into martensite by stress, resulting in a large elongation. Steel plate. There are several types, for example, TRIP type composite structure steel (TPF steel) containing polygonal ferrite as a parent phase and containing retained austenite; TRIP type tempered martens containing tempered martensite as a parent phase and containing retained austenite. Sight steel (TAM steel); TRIP type bainite steel (TBF steel) containing bainitic ferrite as a parent phase and containing retained austenite is known. Among these, TBF steel has been known for a long time (for example, Non-Patent Document 1 etc.), and high strength is easily obtained by hard bainitic ferrite, and there is a boundary between lath-shaped bainitic ferrite in the structure. In addition, fine retained austenite is easily formed, and such a structure form has a feature of providing very excellent elongation. Furthermore, TBF steel also has a manufacturing merit that it can be easily manufactured by a single heat treatment (continuous annealing process or plating process).

ところが1180MPa級以上の超高強度域では、他の高強度鋼材と同様にTRIP鋼板においても、水素脆化による遅れ破壊という弊害が新たに生じることが知られている。遅れ破壊は、高強度鋼において、腐食環境または雰囲気から発生した水素が、転位、空孔、粒界などの欠陥部へ拡散して材料を脆化させ、応力が付与された状態で破壊を生じる現象のことであり、その結果、金属材料の延性や靭性が低下する等の弊害をもたらす。   However, in the ultra-high strength region of 1180 MPa class or higher, it is known that the TRIP steel plate as well as other high-strength steel materials has a new problem of delayed fracture due to hydrogen embrittlement. Delayed fracture is a high-strength steel in which hydrogen generated from a corrosive environment or atmosphere diffuses into defects such as dislocations, vacancies, and grain boundaries, embrittles the material, and breaks when stress is applied. This is a phenomenon, and as a result, it causes adverse effects such as a decrease in the ductility and toughness of the metal material.

従来よりボルト、PC鋼線やラインパイプといった用途に多く用いられる高強度鋼では、引張強度が980MPa以上になると、鋼中への水素の侵入により水素脆化(酸洗脆性、めっき脆性、遅れ破壊など)が発生することが広く知られている。従って、耐水素脆化特性を向上させる技術のほとんどは、上記ボルト等用の鋼材を対象とするものである。例えば非特許文献2には、金属組織を焼戻しマルテンサイト主体とし、Cr、Mo、Vといった焼戻し軟化抵抗性を示す元素を添加すれば、耐遅れ破壊性の向上に有効である旨報告されている。これは、合金炭化物を析出させて水素のトラップサイトとして活用することで、遅れ破壊形態を粒界から粒内破壊へ移行させ破壊を抑制する技術である。   In high strength steels that have been widely used for applications such as bolts, PC steel wires, and line pipes, hydrogen embrittlement (pickling brittleness, plating brittleness, delayed fracture) due to hydrogen intrusion into the steel when the tensile strength exceeds 980 MPa Etc.) is widely known to occur. Therefore, most of the techniques for improving the hydrogen embrittlement resistance are directed to the steel materials for the bolts and the like. For example, Non-Patent Document 2 reports that if a metal structure is mainly tempered martensite and an element showing temper softening resistance such as Cr, Mo, V is added, it is effective in improving delayed fracture resistance. . This is a technology that suppresses fracture by shifting the delayed fracture mode from grain boundaries to intragranular fracture by depositing alloy carbides and utilizing them as hydrogen trap sites.

ところで薄鋼板の場合、従来では、加工性や溶接性の観点から780MPa以上の鋼板があまり利用されず、また板厚が薄く水素が侵入しても短時間で放出されるため水素脆化がほとんど問題視されなかったこと等を理由に、水素脆化に対する積極的な対策がなされていなかった。しかし最近では、上述の通り自動車の軽量化や衝突安全性向上の必要性から、バンパー、インパクトビーム等の補強材やシートレール等に更なる高強度化が求められている。更には、プレス成形や曲げ加工などを施したピラーなどの部品にも高強度化が求められている。よって、これらの部品を得るべく980MPa以上の超高強度鋼板の需要が高まっており、それに伴い該超高強度鋼板における耐水素脆化特性を確実に高める必要に迫られている。   By the way, in the case of a thin steel plate, conventionally, from the viewpoint of workability and weldability, a steel plate having a thickness of 780 MPa or more is not often used. Active measures against hydrogen embrittlement were not taken because it was not regarded as a problem. However, as described above, reinforcement of bumpers, impact beams and the like, seat rails, and the like have been demanded for further strengthening because of the need for lighter automobiles and improved collision safety as described above. Furthermore, high strength is also required for parts such as pillars subjected to press molding or bending. Therefore, in order to obtain these parts, the demand for ultra-high strength steel sheets of 980 MPa or more is increasing, and accordingly, the hydrogen embrittlement resistance of the ultra-high strength steel sheets needs to be reliably increased.

超高強度鋼板の耐水素脆化特性向上を図るにあたり、上記ボルト用鋼等に関する技術を転用することも考えられるが、例えば上記非特許文献2の場合、C量が0.4%以上でありかつ合金元素も多量に含んでいることから、該文献の技術を薄鋼板に適用しようとすれば、薄鋼板に要求される加工性を確保できなくなる。また、合金炭化物の析出に数時間以上もの析出熱処理を要するため、製造性にも問題がある。従って、薄鋼板の耐水素脆化特性を高めるには独自の技術を確立する必要がある。   In order to improve the hydrogen embrittlement resistance of the ultra-high strength steel sheet, it may be possible to divert the technology related to the bolt steel and the like. For example, in the case of Non-Patent Document 2, the C amount is 0.4% or more. In addition, since it contains a large amount of alloy elements, the workability required for the thin steel sheet cannot be secured if the technique of this document is applied to the thin steel sheet. Moreover, since precipitation heat treatment of several hours or more is required for precipitation of alloy carbide, there is also a problem in manufacturability. Therefore, it is necessary to establish a unique technique to improve the hydrogen embrittlement resistance of the thin steel sheet.

また一般に、高強度鋼材として従来より採用されている焼入れ(焼き戻し)マルテンサイト鋼の場合、比較的容易に高強度を達成できるが、加工性をばらつきなく高めるには、焼戻し工程を設けることが必須であり、かつ該工程における温度と時間を厳密に調整しなければならない。更に、焼戻し脆性を生じる危険性も高く、加工性を確実に高めることは難しい。延性を高めたものとしてマルテンサイトとフェライトの複合組織鋼等も挙げられるが、この鋼では硬質相と軟質相が混在するため切り欠き感受性が強く、耐水素脆化特性を十分に高めることは難しい。   In general, in the case of a quenched (tempered) martensitic steel conventionally employed as a high-strength steel material, high strength can be achieved relatively easily, but a tempering step may be provided in order to improve workability without variation. It is essential and the temperature and time in the process must be adjusted precisely. Furthermore, there is a high risk of causing temper brittleness, and it is difficult to reliably improve workability. Martensite and ferrite composite structure steels can be mentioned as ones with enhanced ductility, but this steel has a strong notch sensitivity due to the mixed hard and soft phases, and it is difficult to sufficiently enhance the resistance to hydrogen embrittlement. .

また、これらマルテンサイトを含む鋼の場合、水素起因の遅れ破壊は、旧オーステナイト粒界等に水素が集積してボイド等が形成され、該部分が起点となって生じるものと考えられており、遅れ破壊の感受性を下げるには、水素のトラップサイトとして炭化物等を均等かつ微細に分散させ、拡散性水素濃度を下げることが一般的な解決手段として採用されてきた。しかしこの様に炭化物等を水素のトラップサイトとして多数分散させても、トラップ能力に限界があるため、水素を起因とする遅れ破壊を十分に抑制することができない。   Further, in the case of steel containing these martensites, hydrogen-induced delayed fracture is considered to be caused by the accumulation of hydrogen at the prior austenite grain boundaries and the like, forming voids, etc. In order to reduce the susceptibility to delayed fracture, it has been adopted as a general solution to reduce the diffusible hydrogen concentration by uniformly and finely dispersing carbides and the like as hydrogen trap sites. However, even if a large number of carbides or the like are dispersed as hydrogen trap sites in this way, the delayed capability due to hydrogen cannot be sufficiently suppressed because of the limited trapping capability.

これまでに、鋼板の耐水素脆化特性を高める技術として、特許文献1には、Ti、Mgを主体とする酸化物を存在させれば水素性欠陥を抑制できる旨提案されている。しかし該技術は、厚鋼板を対象とするものであり、大入熱溶接後の遅れ破壊については考慮されているが、薄鋼板を用いて製造された自動車部品等における使用環境(例えば腐食環境等)を十分考慮したものではない。また加工性を十分考慮したものでもない。   So far, as a technique for improving the hydrogen embrittlement resistance of a steel sheet, Patent Document 1 has proposed that hydrogen defects can be suppressed if an oxide mainly composed of Ti and Mg is present. However, this technology is intended for thick steel plates, and is considered for delayed fracture after high heat input welding, but is used in automobile parts and the like manufactured using thin steel plates (for example, corrosive environments). ) Is not fully considered. Moreover, it does not fully consider workability.

特許文献2には、Mgの酸化物、硫化物、複合晶出物または複合析出物の分散形態(平均粒子径からの標準偏差や平均粒子径)、残留オーステナイトの体積率および鋼板強度の相互関係を制御すれば、延性と成形加工後の耐遅れ破壊特性を同時に向上できる旨示されている。しかし、鋼板の腐食により水素が発生するような環境下での耐水素脆化特性を、析出物の形態制御によるトラップ効果のみで高めることは難しい。   Patent Document 2 discloses a correlation among Mg oxide, sulfide, composite crystallized product, or composite precipitate dispersion form (standard deviation or average particle size from average particle size), volume fraction of retained austenite, and steel plate strength. It is shown that the ductility and delayed fracture resistance after forming can be improved at the same time by controlling. However, it is difficult to improve the hydrogen embrittlement resistance in an environment where hydrogen is generated by corrosion of the steel sheet only by the trap effect by controlling the morphology of the precipitate.

ところで従来、残留オーステナイトは、耐水素脆化特性に悪影響を及ぼすとして低減される傾向にあったが、近年では、残留オーステナイトが耐水素脆化特性の向上に寄与するとして、残留オーステナイトを有するTRIP鋼に注目が集まりつつある。   By the way, conventionally, retained austenite tended to be reduced as having an adverse effect on hydrogen embrittlement resistance, but recently, it has been suggested that residual austenite contributes to the improvement of hydrogen embrittlement resistance. Attention is being gathered.

例えば非特許文献3及び非特許文献4には、TRIP鋼の耐水素脆化特性について検討されており、その中で、とりわけTBF鋼の水素吸蔵量が多く、TBF鋼の破面を観察すると、水素吸蔵による擬へき開破壊が抑えられていると開示されている。しかしながら、該文献に報告されたTBF鋼の遅れ破壊特性は、陰極チャージ試験による割れ発生までの時間でせいぜい1000秒程度であり、自動車用部品等の様な長時間にわたる過酷な使用環境を十分考慮しているとは言い難い。また、上記文献の熱処理条件は、加熱温度を高く設定している為、実機の生産効率等が悪い等の不具合も有しており、生産効率にも優れた新規なTBF鋼の開発が切望されている。更に、プレス成形等を行うことによって、耐水素脆化特性が低下するといった問題点もある。
特開平11−293383号 特開2003−166035号 NISSHIN STEEL TECHNICAL REPORT(日新製鋼技報)、No. 43、Dec. 1980、p.1-10 「遅れ破壊解明の新展開」(日本鉄鋼協会、1997年1月発行)p.111〜120 北條智彦、外5名,「超高強度低合金TRIP鋼の水素脆性(第1報 水素吸蔵特性と延性)」,日本材料学会第51期 学術講演会講演論文集,2002年,第8巻,p.17-18 北條智彦、外5名,「超高強度低合金TRIP鋼の水素脆性に及ぼすオーステンパ処理温度の影響」,CAMP−ISIJ,2003年,第16巻,p.568
For example, in Non-Patent Document 3 and Non-Patent Document 4, the hydrogen embrittlement resistance characteristics of TRIP steel are studied, and among them, the amount of hydrogen occlusion of TBF steel is large, and when the fracture surface of TBF steel is observed, It is disclosed that pseudo-cleavage destruction due to hydrogen storage is suppressed. However, the delayed fracture characteristics of the TBF steel reported in this document is about 1000 seconds at most until the occurrence of cracking by the cathodic charge test, taking into account the harsh usage environment for a long time such as automobile parts. It ’s hard to say. In addition, the heat treatment conditions in the above document have a problem that the production efficiency of the actual machine is poor because the heating temperature is set high, and the development of a new TBF steel with excellent production efficiency is eagerly desired. ing. Furthermore, there is a problem that the hydrogen embrittlement resistance is reduced by performing press molding or the like.
JP-A-11-293383 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-166035 NISSHIN STEEL TECHNICAL REPORT (Nissin Steel Engineering Report), No. 43, Dec. 1980, p.1-10 “New Developments in Elucidation of Delayed Fracture” (Iron Japan Society, published in January 1997) p.111-120 Tomohiko Kitajo, 5 others, "Hydrogen embrittlement of ultra-high strength low alloy TRIP steel (1st report: Hydrogen storage properties and ductility)" p.17-18 Tomohiko Kitajima, 5 others, “Effect of austempering temperature on hydrogen embrittlement of ultra-high strength low alloy TRIP steel”, CAMP-ISIJ, 2003, Vol. 16, p.568

上記の通り、残留オーステナイトを含有するTRIP鋼板について、部品成形時に優れた加工性を発揮すると共に、自動車用部品の様に成形後の長時間にわたる過酷な使用環境を十分考慮して、成形加工後の水素脆化に対する対策を講じた開発事例はほとんどない。   As described above, TRIP steel sheet containing retained austenite demonstrates excellent workability during part molding, and after forming processing, taking into account the harsh usage environment for a long time after molding like automotive parts There are few development examples that have taken measures against hydrogen embrittlement.

本発明はこの様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、鋼板を部品に成形後、長時間にわたる過酷な使用環境下で優れた耐水素脆化特性を発揮すると共に、加工性の一層高められた引張強度が1180MPa以上の超高強度薄鋼板を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to exhibit excellent hydrogen embrittlement resistance under a severe use environment for a long time after forming a steel sheet into a part, and to process it. An object of the present invention is to provide an ultra high strength thin steel sheet having a further enhanced tensile strength of 1180 MPa or more.

本発明に係る耐水素脆化特性に優れた超高強度薄鋼板は、C:0.25超〜0.60%(質量%の意味、成分組成について以下同じ)、Si:1.0〜3.0%、Mn:1.0〜3.5%、P:0.15%以下、S:0.02%以下、Al:1.5%以下(0%を含まない)を満たし、残部が鉄及び不可避不純物からなるものであって、
加工率3%の引張加工後の金属組織が、
全組織に対する面積率で、残留オーステナイトを1%以上有し、
該残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸)が5以上であると共に、
該残留オーステナイト結晶粒の平均短軸長さが1μm以下で、かつ
該残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離が1μm以下であり、
更に引張強度が1180MPa以上であるところに特徴がある(以下「本発明鋼板1」ということがある)。
The ultra-high-strength steel sheet having excellent hydrogen embrittlement resistance according to the present invention is C: more than 0.25 to 0.60% (meaning of mass%, the same applies to the component composition), Si: 1.0 to 3 0.0%, Mn: 1.0 to 3.5%, P: 0.15% or less, S: 0.02% or less, Al: 1.5% or less (excluding 0%), the balance being Consisting of iron and inevitable impurities,
The metal structure after tensile processing with a processing rate of 3%
It has an area ratio of 1% or more of retained austenite with respect to the whole structure,
The average axial ratio (major axis / minor axis) of the residual austenite crystal grains is 5 or more,
The average minor axis length of the residual austenite crystal grains is 1 μm or less, and the nearest neighbor distance between the residual austenite crystal grains is 1 μm or less;
Further, there is a characteristic in that the tensile strength is 1180 MPa or more (hereinafter sometimes referred to as “the steel plate 1 of the present invention”).

本発明に係る耐水素脆化特性に優れた別の超高強度薄鋼板は、C:0.25超〜0.60%、Si:1.0〜3.0%、Mn:1.0〜3.5%、P:0.15%以下、S:0.02%以下、Al:0.5%以下(0%を含まない)を満たし、残部が鉄及び不可避不純物からなるものであって、
加工率3%の引張加工後の金属組織が、
全組織に対する面積率で、残留オーステナイトを1%以上有し、
該残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸)が5以上であると共に、
該残留オーステナイト結晶粒の平均短軸長さが1μm以下で、かつ
該残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離が1μm以下であり、
更に引張強度が1180MPa以上であるところに特徴がある(以下「本発明鋼板2」ということがある)。
Another ultra-high strength thin steel sheet excellent in hydrogen embrittlement resistance according to the present invention is C: more than 0.25 to 0.60%, Si: 1.0 to 3.0%, Mn: 1.0 to 3.5%, P: 0.15% or less, S: 0.02% or less, Al: 0.5% or less (not including 0%), the balance being iron and inevitable impurities ,
The metal structure after tensile processing with a processing rate of 3%
It has an area ratio of 1% or more of retained austenite with respect to the whole structure,
The average axial ratio (major axis / minor axis) of the residual austenite crystal grains is 5 or more,
The average minor axis length of the residual austenite crystal grains is 1 μm or less, and the nearest neighbor distance between the residual austenite crystal grains is 1 μm or less;
Further, there is a characteristic in that the tensile strength is 1180 MPa or more (hereinafter sometimes referred to as “the steel plate 2 of the present invention”).

本発明の超高強度薄鋼板は、全組織に対する面積率で、
ベイニティックフェライト及びマルテンサイトが合計で80%以上であり、
フェライト及びパーライトが合計で9%以下(0%を含む)を満たすものがよい。
The ultra-high strength thin steel sheet of the present invention is an area ratio with respect to the entire structure,
Bainitic ferrite and martensite total 80% or more,
It is preferable that ferrite and pearlite satisfy a total of 9% or less (including 0%).

また本発明の超高強度薄鋼板は、更に、Cu:0.003〜0.5%及び/又はNi:0.003〜1.0%、Ti及び/又はVを合計で0.003〜1.0%、Mo:1.0%以下(0%を含まない)、Nb:0.1%以下(0%を含まない)、B:0.0002〜0.01%、更にはCa:0.0005〜0.005%、Mg:0.0005〜0.01%、及びREM:0.0005〜0.01%よりなる群から選択される1種以上を含んでいてもよい。   Moreover, the ultra-high strength thin steel sheet of the present invention further includes Cu: 0.003-0.5% and / or Ni: 0.003-1.0%, Ti and / or V in total 0.003-1. 0.0%, Mo: 1.0% or less (not including 0%), Nb: 0.1% or less (not including 0%), B: 0.0002 to 0.01%, and Ca: 0 One or more selected from the group consisting of .0005 to 0.005%, Mg: 0.0005 to 0.01%, and REM: 0.0005 to 0.01% may be included.

本発明によれば、部品に成形後も外部から侵入する水素を無害化して優れた耐水素脆化特性を維持し、かつ成形時には優れた加工性を発揮する引張強度:1180MPa以上の超高強度薄鋼板を、生産性よく製造することができ、遅れ破壊等の極めて生じ難い超高強度部品として、例えばバンパー、インパクトビーム等の補強材やシートレール、ピラー、レインフォース、メンバー等の自動車部品を提供することができる。   According to the present invention, the tensile strength of 1180 MPa or more is obtained that renders hydrogen invading from the outside into a part harmless by molding and maintains excellent hydrogen embrittlement resistance and exhibits excellent workability during molding. Steel sheets can be manufactured with high productivity, and ultra-high-strength parts that are extremely unlikely to cause delayed fracture, such as bumper, impact beam and other automotive parts, and automotive parts such as seat rails, pillars, reinforcements, members, etc. Can be provided.

本発明者らは、成形加工後にも優れた耐水素脆化特性を示すと共に、成形加工時にはTRIP鋼板の特徴である優れた加工性を十分発揮する鋼板を得るべく鋭意研究を行なった。その結果、成形加工後の優れた耐水素脆化特性を確保するには、成形加工後の組織を制御することが極めて重要であり、具体的には、
成形加工後の組織が、
・残留オーステナイト:1%以上、
・該残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸):5以上、
・該残留オーステナイト結晶粒の平均短軸長さ:1μm以下、及び
・該残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離:1μm以下
を全て満たすことが重要であることを見出した。この様に組織を制御すれば、合金元素を過剰に添加しなくとも、超高強度鋼板における耐水素脆化特性を十分に高めることもできる。
The inventors of the present invention have intensively studied to obtain a steel sheet that exhibits excellent hydrogen embrittlement resistance even after forming and also exhibits the excellent workability characteristic of the TRIP steel sheet during forming. As a result, to ensure excellent hydrogen embrittlement resistance after molding, it is extremely important to control the structure after molding, specifically,
The structure after molding is
-Residual austenite: 1% or more,
-Average axial ratio (long axis / short axis) of the residual austenite crystal grains: 5 or more,
It has been found that it is important to satisfy all of the average short axis length of the residual austenite crystal grains: 1 μm or less, and the closest distance between the residual austenite crystal grains: 1 μm or less. By controlling the structure in this manner, the hydrogen embrittlement resistance in the ultra-high strength steel sheet can be sufficiently enhanced without adding excessive alloying elements.

尚、上記「成形加工後」とは、加工率3%の引張加工後をいい、該引張加工の具体的条件は、室温の単軸引張で3%の歪(工学)を付与したものである(以下、この加工率3%の引張加工を単に「加工」ということがある)。この様に加工率3%の引張加工後の組織を規定したのは、実際の部品の加工状況を想定して種々の実験を行った結果、加工率3%で引張加工した場合に、ラボ試験と実際の部品割れとの相関が最も良好だったからである。   The above “after forming” means after a tensile process with a processing rate of 3%, and the specific condition of the tensile process is that a strain (engineering) of 3% is imparted by uniaxial tension at room temperature. (Hereinafter, this tensile processing with a processing rate of 3% may be simply referred to as “processing”). In this way, the structure after tensile processing with a processing rate of 3% was defined as a result of various experiments conducted assuming the actual processing status of parts. This is because the correlation between actual and actual part cracking was the best.

以下、本発明における残留オーステナイトの上記規定について詳述する。   Hereinafter, the above definition of retained austenite in the present invention will be described in detail.

<残留オーステナイト:1%以上>
<残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸):5以上>
部品成形後の長時間にわたる過酷な使用環境下でも、優れた耐水素脆化特性を発揮させるには、まず加工後の金属組織に占める残留オーステナイトを1%以上とする必要がある。残留オーステナイトは、上述の通り耐水素脆化特性の向上にも大きく寄与するのみならず、一般に知られている通り全伸びの向上にも有用であり、好ましくは2%以上、より好ましくは3%以上存在させるのがよい。一方、残留オーステナイトが多量に存在すると、所望の超高強度を確保できなくなる為、その上限を15%(より好ましくは10%)とすることが推奨される。
<Residual austenite: 1% or more>
<Average axis ratio of residual austenite crystal grains (major axis / minor axis): 5 or more>
In order to exhibit excellent hydrogen embrittlement resistance even under a severe use environment for a long time after forming a part, first, the retained austenite in the metal structure after processing needs to be 1% or more. Residual austenite not only greatly contributes to the improvement of hydrogen embrittlement resistance as described above, but is also useful to improve the total elongation as is generally known, preferably 2% or more, more preferably 3%. It is better to make it exist. On the other hand, if a large amount of retained austenite is present, the desired ultra-high strength cannot be ensured, so the upper limit is recommended to be 15% (more preferably 10%).

そして、加工後の残留オーステナイトがラス状であれば、水素トラップ能力が炭化物よりも圧倒的に大きくなる。図1は、後述する方法で測定した残留オーステナイト結晶粒の平均軸比と、耐水素脆化特性の指標である水素脆化危険度指数(後述する実施例に示す方法で測定したものであり、数値が低いほど耐水素脆化特性に優れることを意味する)の関係を示すグラフであるが、この図1から、特に残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸)が5以上となれば水素脆化危険度指数が急激に低減することがわかる。これは、残留オーステナイト結晶粒の平均軸比が5以上と高くなることで、残留オーステナイトが本来有する水素吸蔵能が十分に発揮され、水素トラップ能力が炭化物よりも圧倒的に大きくなり、いわゆる大気腐食で侵入する水素を実質無害化して、耐水素脆化特性の顕著な向上効果を奏するためと考えられる。上記残留オーステナイトの平均軸比は、好ましくは10以上、より好ましくは15以上である。   And if the retained austenite after processing is lath-like, a hydrogen trap capability will become overwhelmingly larger than a carbide | carbonized_material. FIG. 1 shows an average axial ratio of residual austenite grains measured by a method described later, and a hydrogen embrittlement risk index (which is a method shown in the examples described later), which is an index of hydrogen embrittlement resistance. FIG. 1 shows that the average axis ratio (major axis / minor axis) of the retained austenite crystal grains is particularly 5 or more. It can be seen that the hydrogen embrittlement risk index decreases rapidly. This is because the residual austenite crystal grains have a high average axial ratio of 5 or more, so that the hydrogen absorptive ability inherent in retained austenite is sufficiently exerted, and the hydrogen trapping capability is overwhelmingly larger than that of carbide, so-called atmospheric corrosion. This is thought to be because the hydrogen that intrudes in is made substantially harmless, and the hydrogen embrittlement resistance is remarkably improved. The average axial ratio of the retained austenite is preferably 10 or more, more preferably 15 or more.

<残留オーステナイト結晶粒の平均短軸長さ:1μm以下>
また本発明では、上記ラス状の残留オーステナイトが微細に分散していることが耐水素脆化特性の向上に有効であり、具体的には、上記ラス状の残留オーステナイト結晶粒として1μm以下(サブミクロンオーダー)のものを分散させれば、確実に耐水素脆化特性を高め得ることを見出した。これは、平均短軸長さの短い微細な残留オーステナイト結晶粒が多数分散している方が、残留オーステナイト結晶粒の表面積(界面)が大きくなり、水素トラップ能が増大するためと考えられる。該残留オーステナイト結晶粒の平均短軸長さは、好ましくは0.5μm以下、更に好ましくは0.25μm以下である。
<Average minor axis length of residual austenite crystal grains: 1 μm or less>
In the present invention, it is effective for improving the hydrogen embrittlement resistance that the lath-like retained austenite is finely dispersed. Specifically, the lath-like retained austenite crystal grains are 1 μm or less (sub- It was found that the resistance to hydrogen embrittlement can be surely improved by dispersing (micron order) material. This is presumably because the surface area (interface) of the retained austenite crystal grains increases and the hydrogen trapping ability increases when a large number of fine retained austenite crystal grains with a short average minor axis length are dispersed. The average short axis length of the residual austenite crystal grains is preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.25 μm or less.

本発明では、上記の通り残留オーステナイト結晶粒の平均軸比と共にこの平均短軸長さを制御することによって、同じ体積割合の残留オーステナイトを存在させる場合であっても、本発明の微細ラス状オーステナイトの水素トラップ能力を、炭化物を分散させる場合よりも圧倒的に大きくすることができ、大気腐食で侵入する水素を実質無害化することができる。   In the present invention, as described above, by controlling the average minor axis length together with the average axial ratio of the retained austenite crystal grains, the fine lath-like austenite of the present invention can be used even when residual austenite having the same volume ratio is present. The hydrogen trapping capability of can be overwhelmingly larger than that in the case of dispersing the carbide, and hydrogen that enters due to atmospheric corrosion can be made substantially harmless.

<残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離:1μm以下>
本発明では、併せて残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離も制御すれば、より一層耐水素脆化特性を向上できることがわかった。具体的には、上記残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離が1μm以下であれば、確実に耐水素脆化特性を高め得ることを見出した。これは、上記微細なラス状の残留オーステナイトが近接して多数分散している状態を形成することで、破壊(クラック)の伝播が抑制されて、破壊に対して高い抵抗力を有する組織が得られるためと考えられる。残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離は、好ましくは0.8μm以下、より好ましくは0.5μm以下である。
<The nearest neighbor distance between residual austenite crystal grains: 1 μm or less>
In the present invention, it has been found that the hydrogen embrittlement resistance can be further improved by controlling the nearest neighbor distance between residual austenite crystal grains. Specifically, it has been found that if the nearest neighbor distance between the residual austenite crystal grains is 1 μm or less, the hydrogen embrittlement resistance can be reliably improved. This is because the formation of a state in which a large number of the fine lath-like retained austenite is dispersed in close proximity, the propagation of fracture (cracks) is suppressed, and a structure having high resistance to fracture is obtained. It is thought that it is. The nearest neighbor distance between residual austenite crystal grains is preferably 0.8 μm or less, more preferably 0.5 μm or less.

上記残留オーステナイトは、後述するFE−SEM/EBSP法により、FCC相(面心立方格子)として観察される領域を意味する。EBSPによる測定の一具体例として、板厚1/4の位置で圧延面と平行な面における任意の測定領域(約50×50μm、測定間隔は0.1μm)を測定対象とすることが挙げられる。尚、当該測定面まで研磨する際には、残留オーステナイトの変態を防ぐため電解研磨を行う。次に、「EBSP検出器を備えたFE−SEM」(詳細については後述する)を用い、SEMの鏡筒内にセットした試料に電子線を照射する。スクリーン上に投影されるEBSP画像を高感度カメラ(Dage-MTI Inc.製 VE-1000-SIT)で撮影し、コンピューターに画像として取込む。そしてコンピューターで画像解析を行い、既知の結晶系[残留オーステナイトの場合はFCC相(面心立方格子)]を用いたシミュレーションによるパターンとの比較によって決定したFCC相をカラーマップする。この様にしてマッピングされた領域の面積率を求め、これを「残留オーステナイトの面積率」と定める。尚、上記解析に係るハードウェア及びソフトとして、TexSEM Laboratories Inc.のOIM(Orientation Imaging MicroscopyTM)システムを用いた。 The said retained austenite means the area | region observed as a FCC phase (face centered cubic lattice) by the FE-SEM / EBSP method mentioned later. As a specific example of measurement by EBSP, an arbitrary measurement region (about 50 × 50 μm, measurement interval is 0.1 μm) in a plane parallel to the rolling surface at a thickness of ¼ can be measured. . Incidentally, when polishing up to the measurement surface, electrolytic polishing is performed in order to prevent transformation of retained austenite. Next, using a “FE-SEM equipped with an EBSP detector” (details will be described later), the sample set in the lens barrel of the SEM is irradiated with an electron beam. Take an EBSP image projected on the screen with a high-sensitivity camera (VE-1000-SIT, manufactured by Dage-MTI Inc.) and capture it as an image on a computer. Then, image analysis is performed by a computer, and an FCC phase determined by comparison with a simulation pattern using a known crystal system [in the case of retained austenite, FCC phase (face-centered cubic lattice)] is color-mapped. The area ratio of the region mapped in this manner is obtained, and this is defined as “area ratio of residual austenite”. Note that the OIM (Orientation Imaging Microscopy ) system of TexSEM Laboratories Inc. was used as hardware and software for the above analysis.

また上記残留オーステナイト結晶粒の平均軸比、平均短軸長さ、及び残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離は、次の様にして求めた。まず残留オーステナイト結晶粒の平均軸比は、TEM(Transmission Electron Microscope)で観察し(倍率1.5万倍)、任意に選択した3視野において、存在する残留オーステナイト結晶粒の長軸と短軸を測定して軸比を求め、その平均値を算出して平均軸比とした。残留オーステナイト結晶粒の平均短軸長さは、上記の通り測定した短軸の平均値を算出して求めた。また残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離は、TEMで観察し(倍率1.5万倍)、任意に選択した3視野において、図2中に(a)として示す通り、長軸方向に揃った[よって図2中(b)の様な距離は最隣接距離としない]残留オーステナイト結晶粒の最隣接距離を測定し、3視野の最隣接距離を平均して求めた。   Further, the average axial ratio, the average minor axis length, and the nearest neighbor distance between the residual austenite crystal grains were determined as follows. First, the average axis ratio of the residual austenite crystal grains is observed with a TEM (Transmission Electron Microscope) (magnification 15,000 times), and the major axis and the minor axis of the remaining austenite crystal grains exist in three arbitrarily selected visual fields. The axial ratio was determined by measurement, and the average value was calculated as the average axial ratio. The average minor axis length of residual austenite crystal grains was determined by calculating the average value of minor axes measured as described above. Moreover, the nearest neighbor distance between the residual austenite crystal grains was observed with TEM (magnification: 15,000 times) and aligned in the major axis direction as shown in FIG. [Thus, the distance shown in FIG. 2 (b) is not the nearest neighbor distance] The nearest neighbor distance of the residual austenite crystal grains was measured, and the nearest neighbor distance of the three fields of view was averaged.

鋼中における粒界破壊の起点を減少させて、拡散性水素濃度を無害化レベルまで確実に下げると共に超高強度を容易に確保するには、加工後における金属組織の母相を、高強度鋼材に一般的に採用されているマルテンサイト単相組織とするのではなく、ベイニティックフェライトが主体の「ベイニティックフェライトとマルテンサイトの二相組織」とするのがよい。   In order to reduce the starting point of grain boundary fracture in steel, to reliably lower the diffusible hydrogen concentration to the detoxification level and to easily ensure ultra high strength, the matrix phase of the metal structure after processing is changed to high strength steel. However, it is preferable to use a “two-phase structure of bainitic ferrite and martensite” mainly composed of bainitic ferrite.

上記マルテンサイト単相組織の場合には、粒界に炭化物(例えばフィルム状セメンタイト等)が析出して粒界破壊が生じやすいのに対し、ベイニティックフェライトが主体の「ベイニティックフェライトとマルテンサイトの二相組織」とすれば、該ベイニティックフェライトが硬質であることから、マルテンサイト単相の場合と同様に組織全体の強度を容易に高めることができ、更に、この転位上に水素が多数トラップされるため、耐水素脆化特性を高めることもできる。また、該ベイニティックフェライトと後述する残留オーステナイトを存在させることで、粒界破壊の起点となる炭化物の生成を防止できるといったメリットや、ラス状のベイニティックフェライトの境界に上記ラス状の残留オーステナイトが生成し易いといったメリットもある。   In the case of the above-described martensite single phase structure, carbides (for example, film-like cementite) precipitate at the grain boundaries and easily cause grain boundary fracture, whereas bainitic ferrite is the main component of “bainitic ferrite and martensite. In the case of “two-phase structure of site”, since the bainitic ferrite is hard, the strength of the entire structure can be easily increased as in the case of the single phase of martensite. Since many traps are trapped, the hydrogen embrittlement resistance can be improved. In addition, the presence of the bainitic ferrite and residual austenite, which will be described later, can prevent the formation of carbides that are the starting point of grain boundary fracture, and the lath-like residual at the boundary of the lath-like bainitic ferrite There is also an advantage that austenite is easily generated.

そこで本発明では、加工率3%の引張加工後においても、該ベイニティックフェライトとマルテンサイトの二相組織が80%以上確保されていることを要件とした。好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上とする。尚、その上限は、他の組織(残留オーステナイト)とのバランスによって決定され得、上記残留オーステナイト以外の組織(フェライト等)を含有しない場合には、その上限が99%に制御される。   Therefore, in the present invention, it is a requirement that 80% or more of the two-phase structure of the bainitic ferrite and martensite is secured even after a tensile process with a processing rate of 3%. Preferably it is 85% or more, more preferably 90% or more. In addition, the upper limit can be determined by balance with other structures (residual austenite), and when the structure other than the retained austenite (such as ferrite) is not contained, the upper limit is controlled to 99%.

本発明でいうベイニティックフェライトとは、板状のフェライトであって、転位密度が高い下部組織を意味しており、転位がないか又は極めて少ない下部組織を有するポリゴナルフェライトとは、SEM観察によって以下の通り、明瞭に区別される。   The bainitic ferrite referred to in the present invention is a plate-like ferrite and means a substructure having a high dislocation density. Polygonal ferrite having a substructure with no or very few dislocations is an SEM observation. Are clearly distinguished as follows.

ベイニティックフェライト組織の面積率は次の様にして求める。即ち、鋼材をナイタールで腐食し、製品板厚1/4の位置で圧延面と平行な面における任意の測定領域(約50×50μm)をSEM(Scanning Electron Microscope,走査型電子顕微鏡)観察(倍率:1500倍)することにより算出される。   The area ratio of the bainitic ferrite structure is obtained as follows. That is, a steel material is corroded with nital, and an arbitrary measurement region (about 50 × 50 μm) in a plane parallel to the rolling surface at a position where the product thickness is 1/4 is observed with a scanning electron microscope (SEM) (magnification) : 1500 times).

ベイニティックフェライトはSEM写真では濃灰色を示す(SEMの場合、ベイニティックフェライトと残留オーステナイトやマルテンサイトとを分離区別できない場合もある)が、ポリゴナルフェライトはSEM写真において黒色であり、多角形の形状で内部に残留オーステナイトやマルテンサイトを含まない。   Bainitic ferrite is dark gray in the SEM photograph (in the case of SEM, bainitic ferrite may not be distinguished from retained austenite and martensite in some cases), but polygonal ferrite is black in the SEM photograph. It has a square shape and does not contain retained austenite or martensite.

本発明で使用するSEMは、「EBSP(Electron Back Scatter diffraction Pattern)検出器を備えた高分解能型FE−SEM(Field Emission type Scanning Electron Microscope ,Philips社製、XL30S−FEG)」であり、SEM観察した領域をその場で同時に、EBSP検出器によって解析することができるというメリットがある。ここでEBSP法について簡単に説明すると、EBSPは、試料表面に電子線を入射させ、このときに発生する反射電子から得られた菊池パターンを解析することにより、電子線入射位置の結晶方位を決定するものであり、電子線を試料表面に2次元で走査させ、所定のピッチごとに結晶方位を測定すれば、試料表面の方位分布を測定することができる。このEBSP観察によれば、通常の顕微鏡観察では同一と判断される組織であって結晶方位差の異なる板厚方向の組織を、色調差によって識別できるという利点がある。   The SEM used in the present invention is a “high-resolution FE-SEM (EB Emission Type Scanning Electron Microscope, manufactured by Philips, XL30S-FEG) equipped with an EBSP (Electron Back Scatter Diffraction Pattern) detector”. There is a merit that the processed region can be simultaneously analyzed on the spot by the EBSP detector. The EBSP method will be briefly described here. The EBSP determines the crystal orientation of the electron beam incident position by making an electron beam incident on the sample surface and analyzing the Kikuchi pattern obtained from the reflected electrons generated at this time. If the electron beam is scanned two-dimensionally on the sample surface and the crystal orientation is measured at every predetermined pitch, the orientation distribution on the sample surface can be measured. According to this EBSP observation, there is an advantage that textures in the plate thickness direction, which are determined to be the same in normal microscope observation and have different crystal orientation differences, can be identified by color tone differences.

加工後の金属組織は、上記組織のみ(即ち、ベイニティックフェライト+マルテンサイトと残留オーステナイトとの混合組織)から構成されていても良いが、本発明の作用を損なわない範囲で、他の組織としてフェライト(尚、ここでいう「フェライト」とは、ポリゴナルフェライト、即ち、転位密度がないか或いは極めて少ないフェライトを意味する)やパーライトを有していても良い。これらは、本発明の製造過程で必然的に残存し得る組織であるが、少なければ少ない程好ましく、本発明では9%以下に抑える。好ましくは5%未満、更に好ましくは3%未満である。   The metal structure after processing may be composed of only the above structure (that is, a mixed structure of bainitic ferrite + martensite and retained austenite), but other structures are within the range not impairing the action of the present invention. As ferrite (herein, “ferrite” means polygonal ferrite, that is, ferrite having no or very low dislocation density) and pearlite. These are structures that can inevitably remain in the production process of the present invention. However, the smaller the structure, the better. In the present invention, it is suppressed to 9% or less. Preferably it is less than 5%, more preferably less than 3%.

この様に、成形加工後においても優れた耐水素脆化特性を確保するには、例えば、成形加工前の鋼板に占める残留オーステナイトを5%以上と多量に存在させることや、残留オーステナイトを多量かつ微細分散に存在させることが挙げられる。また、残留オーステナイトが変態し難いように成形加工時の条件をコントロールする(例えば、曲げ成形で加工したり、成形温度や歪速度をコントロールする)こと等が挙げられるが、その中でも、加工前後の残留オーステナイトを適量範囲内でほぼ一定とし、その他の特性(高強度等)を確保しつつ、加工性と成形後の耐水素脆化特性を同時に向上させるには、具体的手段として特に下記(A)(B)を満足させることが推奨される。   In this way, in order to ensure excellent hydrogen embrittlement resistance even after forming, for example, a large amount of retained austenite occupying 5% or more of the steel sheet before forming, or a large amount of retained austenite and For example, it can be present in fine dispersion. In addition, it is possible to control conditions at the time of molding so that residual austenite is difficult to transform (for example, processing by bending molding, controlling molding temperature and strain rate), etc. In order to improve the workability and the resistance to hydrogen embrittlement after molding while maintaining the remaining austenite substantially constant within an appropriate amount range and ensuring other characteristics (high strength, etc.), the following (A ) (B) is recommended.

(A)化学成分を高C系にして残留オーステナイト中のC濃度を高める。   (A) The chemical component is made high C to increase the C concentration in the retained austenite.

残留オーステナイトは、鋼板の変形(加工)によりマルテンサイトに変態するが、残留オーステナイト中のC量が高ければ安定となり必要以上に変態し難い。その結果、成形加工後に残留オーステナイトを確保でき、優れた耐水素脆化特性を維持できる。   Residual austenite is transformed into martensite by deformation (processing) of the steel sheet, but if the amount of C in the retained austenite is high, it becomes stable and hardly transformed more than necessary. As a result, retained austenite can be secured after the molding process, and excellent hydrogen embrittlement resistance can be maintained.

本発明ではこの様な作用効果を得るためCを0.25%超含有させる。Cは、1180MPa以上の高強度確保に必要な元素でもある。好ましくは0.27%以上、より好ましくは0.30%以上である。但し、耐食性を確保する観点から本発明ではC量を0.60%以下に抑える。好ましくは0.55%以下、より好ましくは0.50%以下である。   In the present invention, in order to obtain such an effect, C is contained in an amount exceeding 0.25%. C is also an element necessary for ensuring high strength of 1180 MPa or more. Preferably it is 0.27% or more, More preferably, it is 0.30% or more. However, from the viewpoint of ensuring corrosion resistance, the C content is suppressed to 0.60% or less in the present invention. Preferably it is 0.55% or less, More preferably, it is 0.50% or less.

この様に鋼板中のC含有量を高めて、残留オーステナイト中のC濃度(CγR)を0.8%以上とすることが推奨される。CγRを0.8%以上に制御すれば伸びを有効に高めることもできる。好ましくは1.0%以上であり、より好ましくは1.2%以上である。尚、上記CγRは高い程好ましいが、実操業上、調整可能な上限は概ね1.6%であると考えられる。 In this way, it is recommended to increase the C content in the steel sheet so that the C concentration ( CγR ) in the retained austenite is 0.8% or more. Elongation can also be effectively increased by controlling CγR to 0.8% or more. Preferably it is 1.0% or more, More preferably, it is 1.2% or more. Although the higher C γR is more preferable, it is considered that the upper limit that can be adjusted is about 1.6% in actual operation.

(B)残留オーステナイトの形状を微細かつラス状とする。   (B) The shape of retained austenite is made fine and lath.

残留オーステナイトの形状を微細かつラス状とすれば、加工時に必要以上に変態しないので、残留オーステナイトを確保することができる。   If the shape of the retained austenite is fine and lathed, it will not be transformed more than necessary during processing, so that retained austenite can be secured.

従来のTRIP鋼では、残留オーステナイトが十分存在しているにもかかわらず、耐水素脆化特性の好ましくない場合があるが、その理由として、従来のTRIP鋼に存在する残留オーステナイトは、一般にミクロンオーダーの塊状であるため、応力負荷時に容易にマルテンサイトに変態し、その形状ゆえ機械的な破壊の起点にもなりやすいことが挙げられる。本発明者らが検討したところ、残留オーステナイトをラス状とすれば、同じ変形量であっても、従来の塊状の残留オーステナイトよりもマルテンサイトに変態し難く安定することがわかった。該現象のメカニズムとして、形状作用による応力のかかり具合や空間拘束の差によることが推察されるが、完全には解明されていない。尚、加工時の残留オーステナイトの安定化は、TRIP鋼板の誘起変態加工性の低下に影響を及ぼすものでない。本発明では、上記の通り残留オーステナイトをラス状としかつ微細化すれば、残留オーステナイトをほとんど減少させることなく、誘起変態が効率よく行なわれて優れた加工性を示す。   In conventional TRIP steel, although there is sufficient residual austenite, hydrogen embrittlement resistance may be unfavorable. The reason is that residual austenite present in conventional TRIP steel is generally in the micron order. Therefore, it can be easily transformed into martensite at the time of stress load, and can easily become a starting point of mechanical failure due to its shape. As a result of investigations by the present inventors, it has been found that if the retained austenite is made into a lath shape, it is more stable to transform into martensite than the conventional massive retained austenite even with the same deformation amount. The mechanism of this phenomenon is presumed to be due to the stress applied by the shape action and the difference in space constraints, but it has not been completely elucidated. In addition, stabilization of the retained austenite at the time of a process does not affect the fall of the induced transformation workability of a TRIP steel plate. In the present invention, if the retained austenite is made lath and refined as described above, the induced transformation is efficiently performed and the excellent workability is exhibited without substantially reducing the retained austenite.

具体的には、残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸)が5以上(好ましくは10以上、より好ましくは15以上)であるラス状の残留オーステナイトとすれば、加工時に残留オーステナイトの減少が少なく、かつ加工後においても、残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸):5以上を容易に達成でき、残留オーステナイトの本来有する水素吸蔵能が存分に発揮されて、耐水素脆化特性を大幅に向上できる。一方、上記平均軸比の上限は、耐水素脆化特性を高める観点から特に規定されないが、加工時にTRIP効果を有効に発揮させるには、残留オーステナイトの厚さがある程度必要であり、この点を考慮すれば、その上限を30とするのが好ましく、より好ましくは20以下である。   Specifically, if the austenite is a lath-like retained austenite having an average axial ratio (major axis / minor axis) of retained austenite crystal grains of 5 or more (preferably 10 or more, more preferably 15 or more), retained austenite during processing The average axis ratio (long axis / short axis) of the retained austenite crystal grains can be easily achieved even after processing, and the inherent hydrogen storage ability of the retained austenite is fully exhibited. The hydrogen embrittlement resistance can be greatly improved. On the other hand, the upper limit of the average axial ratio is not particularly defined from the viewpoint of enhancing the hydrogen embrittlement resistance. However, in order to effectively exhibit the TRIP effect during processing, a certain thickness of retained austenite is necessary. Considering this, the upper limit is preferably 30 and more preferably 20 or less.

また、加工前の鋼板における残留オーステナイト結晶粒の平均短軸長さが1μm以下(好ましくは0.5μm以下、より好ましくは0.25μm以下)、残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離が1μm以下(好ましくは0.8μm以下、より好ましくは0.5μm以下)を満たせば、残留オーステナイト結晶粒の微細に分散した状態を形成でき、加工前においても耐水素脆化特性に優れており、かつ本発明で規定する組織が得られやすいので好ましい。   Further, the average minor axis length of the retained austenite crystal grains in the steel plate before processing is 1 μm or less (preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.25 μm or less), and the nearest neighbor distance between the retained austenite crystal grains is 1 μm or less ( If it satisfies 0.8 μm or less, more preferably 0.5 μm or less, a finely dispersed state of residual austenite crystal grains can be formed, and the hydrogen embrittlement resistance is excellent even before processing, and the present invention. It is preferable because the structure specified by

更に、加工前の鋼板の上記残留オーステナイト以外の組織が、ベイニティックフェライト及びマルテンサイト:合計で80%以上(好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上)、フェライト及びパーライト:合計で9%以下(好ましくは5%未満、より好ましくは3%未満であり、0%を含む)であることが推奨される。この様な組織とすることで加工前においても優れた耐水素脆化特性を確保でき、また規定する強度を容易に達成できるからである。   Furthermore, the structure other than the above-mentioned retained austenite of the steel sheet before processing is bainitic ferrite and martensite: 80% or more in total (preferably 85% or more, more preferably 90% or more), ferrite and pearlite: 9 in total. % Or less (preferably less than 5%, more preferably less than 3%, including 0%) is recommended. This is because with such a structure, excellent hydrogen embrittlement resistance can be ensured even before processing, and the specified strength can be easily achieved.

本発明は、上記の通り加工後の金属組織を制御する点に特徴があるが、該金属組織を容易に形成して耐水素脆化特性と強度を効率よく高め、更に薄鋼板に必要な延性を確保するには、その他の成分を下記の通り制御する必要がある。   The present invention is characterized in that the metal structure after processing is controlled as described above, but the metal structure is easily formed to efficiently improve the hydrogen embrittlement resistance and strength, and further, the ductility required for the thin steel sheet. In order to ensure, it is necessary to control other components as follows.

<Si:1.0〜3.0%>
Siは、残留オーステナイトが分解して炭化物が生成するのを有効に抑える重要な元素である。また、材質を十分に硬質化させるのに有効な置換型固溶体強化元素でもある。この様な作用を有効に発現させるには、1.0%以上含有させることが必要である。好ましくは1.2%以上、より好ましくは1.5%以上である。但し、Si量が過剰であると、熱間圧延でのスケール形成が顕著になり、またキズの除去にコストがかかり経済的に好ましくないため、3.0%以下に抑える。好ましくは2.5%以下、より好ましくは2.0%以下である。
<Si: 1.0-3.0%>
Si is an important element that effectively suppresses the decomposition of retained austenite and the formation of carbides. It is also a substitutional solid solution strengthening element effective to sufficiently harden the material. In order to effectively exhibit such an action, it is necessary to contain 1.0% or more. Preferably it is 1.2% or more, More preferably, it is 1.5% or more. However, if the amount of Si is excessive, scale formation by hot rolling becomes prominent, and the cost for removing scratches is high, which is economically undesirable. Preferably it is 2.5% or less, More preferably, it is 2.0% or less.

<Mn:1.0〜3.5%>
Mnは、オーステナイトを安定化させ、所望の残留オーステナイトを得るのに必要な元素である。この様な作用を有効に発揮させるには1.0%以上含有させる必要がある。好ましくは1.2%以上、より好ましくは1.5%以上である。一方、Mn量が過剰になると偏析が顕著となり、加工性が劣化する場合があるので3.5%を上限とする。好ましくは3.0%以下である。
<Mn: 1.0 to 3.5%>
Mn is an element necessary for stabilizing austenite and obtaining desired retained austenite. In order to exhibit such an action effectively, it is necessary to contain 1.0% or more. Preferably it is 1.2% or more, More preferably, it is 1.5% or more. On the other hand, when the amount of Mn becomes excessive, segregation becomes prominent and workability may deteriorate, so 3.5% is made the upper limit. Preferably it is 3.0% or less.

<P:0.15%以下(0%含まない)>
Pは、粒界偏析による粒界破壊を助長する元素であるため、低い方が望ましく、その上限を0.15%とする。好ましくは0.1%以下、より好ましくは0.05%以下に抑える。
<P: 0.15% or less (excluding 0%)>
P is an element that promotes grain boundary fracture due to grain boundary segregation, so a lower value is desirable, and its upper limit is 0.15%. Preferably it is 0.1% or less, more preferably 0.05% or less.

<S:0.02%以下(0%含まない)>
Sは、腐食環境下で鋼板の水素吸収を助長する元素であるため、低い方が望ましく、その上限を0.02%とする。
<S: 0.02% or less (excluding 0%)>
S is an element that promotes hydrogen absorption of the steel sheet in a corrosive environment, so a lower value is desirable, and its upper limit is 0.02%.

<Al:1.5%以下(0%含まない)>(本発明鋼板1の場合)
<Al:0.5%以下(0%含まない)>(本発明鋼板2の場合)
Alは脱酸のために0.01%以上を添加してもよい。またAlは、脱酸作用のみならず、耐食性向上作用と耐水素脆化特性向上作用を有する元素でもある。
<Al: 1.5% or less (not including 0%)> (in the case of the steel sheet 1 of the present invention)
<Al: 0.5% or less (0% not included)> (In the case of the steel sheet 2 of the present invention)
Al may be added in an amount of 0.01% or more for deoxidation. Further, Al is an element having not only a deoxidizing action but also a corrosion resistance improving action and a hydrogen embrittlement resistance improving action.

上記耐食性向上作用の機構としては、具体的に、母材そのものの耐食性向上と大気腐食により生じた生成さびによる効果が考えられるが、特に後者の生成さびによる効果が大きいものと推定される。その理由として、上記生成さびが通常の鉄さびより緻密で保護性に優れているため、大気腐食が抑制され、結果として該大気腐食で発生する水素量が低減されて、水素脆化、即ち、遅れ破壊が有効に抑制されるものと考えられる。   As a mechanism of the above-mentioned corrosion resistance improving action, specifically, the effect of the corrosion resistance improvement of the base metal itself and the generated rust caused by the atmospheric corrosion can be considered, but it is estimated that the effect of the latter generated rust is particularly large. The reason is that the generated rust is denser and more protective than ordinary iron rust, so that atmospheric corrosion is suppressed, and as a result, the amount of hydrogen generated by the atmospheric corrosion is reduced, resulting in hydrogen embrittlement, that is, delay. It is thought that destruction is effectively suppressed.

また、Alの耐水素脆化特性向上作用の機構について、詳細は不明であるが、鋼板表面にAlが濃化することで鋼中への水素侵入が困難になることや、鋼中での水素の拡散速度が低下して水素の移動が困難となり、水素脆性が起こり難くなっているものと推定される。更に、Al添加によりラス状残留オーステナイトの安定性が増すことも、耐水素脆化特性向上に寄与していると考えられる。   In addition, the details of the mechanism of improving the hydrogen embrittlement resistance property of Al are unknown, but it is difficult for hydrogen to penetrate into steel due to the concentration of Al on the steel sheet surface, and the hydrogen in steel. It is presumed that the diffusion rate of hydrogen decreases, hydrogen migration becomes difficult, and hydrogen embrittlement hardly occurs. Furthermore, it is considered that the addition of Al increases the stability of the lath-like retained austenite, which contributes to the improvement of hydrogen embrittlement resistance.

この様なAlの耐食性向上作用と耐水素脆化特性向上作用を有効に発揮させるには、Al量を0.02%以上、好ましくは0.2%以上、更に好ましくは0.5%以上とするのがよい。   In order to effectively exhibit such an effect of improving the corrosion resistance and hydrogen embrittlement resistance of Al, the Al content is 0.02% or more, preferably 0.2% or more, more preferably 0.5% or more. It is good to do.

しかし、アルミナ等の介在物の増加・巨大化を抑制して加工性を確保すると共に、微細な残留オーステナイトの生成確保、更にはAl含有介在物を起点とする腐食の抑制や、製造上のコスト増大の抑制を図るには、Al量を1.5%以下に抑える必要がある。製造上の観点からは、A点が1000℃以下になるよう調整することが好ましい。 However, while suppressing the increase and enlarging of inclusions such as alumina to ensure workability, ensuring the production of fine retained austenite, further suppressing corrosion starting from Al-containing inclusions, and manufacturing costs In order to suppress the increase, it is necessary to suppress the Al amount to 1.5% or less. From a manufacturing point of view, it is preferable to adjust so that A 3 point is 1000 ° C. or less.

一方、上述の通りAl含有量が増加すると、アルミナ等の介在物が増加して加工性が劣化するため、上記アルミナ等の介在物を十分抑制し、加工性のより優れた鋼板を得るには、Al量を0.5%以下に抑える。好ましくは0.3%以下、より好ましくは0.1%以下である。   On the other hand, when the Al content is increased as described above, inclusions such as alumina are increased and workability is deteriorated. Therefore, the inclusions such as alumina are sufficiently suppressed, and a steel sheet having better workability is obtained. , Al content is suppressed to 0.5% or less. Preferably it is 0.3% or less, More preferably, it is 0.1% or less.

本発明で規定する含有元素(C、Si、Mn、P、S、Al)は上記の通りであり、残部成分は実質的にFeであるが、鋼中に、原料、資材、製造設備等の状況によって持ち込まれる不可避不純物として、0.001%以下のN(窒素)等が含まれることが許容されるのは勿論のこと、前記本発明の作用に悪影響を与えない範囲で、下記の如く、更に他の元素を積極的に含有させることも可能である。   The contained elements (C, Si, Mn, P, S, Al) defined in the present invention are as described above, and the remaining component is substantially Fe, but in the steel, raw materials, materials, production equipment, etc. As an inevitable impurity brought in depending on the situation, 0.001% or less of N (nitrogen) or the like is allowed to be included, as long as it does not adversely affect the operation of the present invention, as follows: Furthermore, other elements can be positively contained.

<Cu:0.003〜0.5%、及び/又は
Ni:0.003〜1.0%>
Cu及び/又はNiを含有させることによって、水素脆化の原因となる水素の発生を十分に抑制すると共に、発生した水素の鋼板への侵入を抑制することができる。その結果、上記組織制御による鋼板の水素トラップ能力向上との相乗効果により、鋼板中の拡散性水素濃度を無害化レベルまで十分に低減することができる。
<Cu: 0.003-0.5% and / or Ni: 0.003-1.0%>
By containing Cu and / or Ni, generation of hydrogen that causes hydrogen embrittlement can be sufficiently suppressed, and penetration of the generated hydrogen into the steel sheet can be suppressed. As a result, the diffusible hydrogen concentration in the steel sheet can be sufficiently reduced to the detoxification level due to a synergistic effect with the improvement of the hydrogen trap ability of the steel sheet by the above structure control.

具体的にCu、Niは、鋼材自体の耐食性を向上させて、鋼板の腐食による水素発生を十分に抑制させる効果を有する。またこれらの元素は、大気中で生成するさびの中でも熱力学的に安定で保護性があるといわれている酸化鉄:α−FeOOHの生成を促進させる効果も有しており、該さびの生成促進を図ることで、発生した水素の鋼板への侵入を抑制でき、過酷な腐食環境下において耐水素脆化特性を十分に高めることができる。該効果は、特にCuとNiを共存させることによって発現し易い。   Specifically, Cu and Ni have the effect of improving the corrosion resistance of the steel material itself and sufficiently suppressing hydrogen generation due to corrosion of the steel sheet. These elements also have the effect of promoting the generation of iron oxide: α-FeOOH, which is said to be thermodynamically stable and protective among rust generated in the atmosphere. By promoting, the penetration of the generated hydrogen into the steel sheet can be suppressed, and the hydrogen embrittlement resistance can be sufficiently enhanced in a severe corrosive environment. This effect is easily manifested particularly by the coexistence of Cu and Ni.

上記効果を発揮させるには、Cuを含有させる場合、0.003%以上とする必要がある。好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.1%以上である。またNiを含有させる場合には、0.003%以上とする必要がある。好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.1%以上である。   In order to exhibit the said effect, when making it contain Cu, it is necessary to set it as 0.003% or more. Preferably it is 0.05% or more, More preferably, it is 0.1% or more. Moreover, when it contains Ni, it is necessary to set it as 0.003% or more. Preferably it is 0.05% or more, More preferably, it is 0.1% or more.

尚、どちらの元素も過剰に含有させると加工性が低下するため、Cuの場合は0.5%以下、Niの場合は1.0%以下に抑える。   Note that if both elements are contained excessively, the workability is lowered, so that Cu is suppressed to 0.5% or less, and Ni is suppressed to 1.0% or less.

<Ti及び/又はV:合計で0.003〜1.0%>
Tiは、上記Cu、Niと同様に保護性さびの生成促進効果を有する。該保護性さびは、特に塩化物環境下で生成して耐食性(結果として耐水素脆化特性)に悪影響を及ぼすβ−FeOOHの生成を抑制するといった非常に有益な作用を有している。この様な保護性さびの形成は、特にTiとV(またはZr)とを複合添加することで促進される。Tiは、非常に優れた耐食性を付与する元素でもあり、鋼を清浄化する利点も併せ持つ。
<Ti and / or V: 0.003 to 1.0% in total>
Ti, like Cu and Ni, has an effect of promoting the generation of protective rust. The protective rust has a very beneficial effect of suppressing the production of β-FeOOH which is generated particularly in a chloride environment and adversely affects the corrosion resistance (resulting in hydrogen embrittlement resistance). The formation of such a protective rust is promoted particularly by the combined addition of Ti and V (or Zr). Ti is an element that imparts very excellent corrosion resistance, and also has the advantage of cleaning steel.

またVは、上述の通りTiと共存して耐水素脆化特性を向上させる効果を有する他、鋼板の強度上昇、細粒化にも有効な元素である。   V is an element that is effective in improving the resistance to hydrogen embrittlement by coexisting with Ti as described above, and also effective in increasing the strength and grain size of the steel sheet.

上記Ti及び/又はVの効果を十分に発揮させるには、合計で0.003%以上(より好ましくは0.01%以上)含有させることが好ましい。特に耐水素脆化特性を向上させる観点からは、Tiを0.03%超添加させるのが好ましく、より好ましくはTiを0.05%以上添加する。一方、Tiを過剰に添加しても、効果が飽和状態となるので経済的に好ましくなく、またVを過剰に添加すると、炭窒化物の析出が多くなり加工性および耐水素脆化特性の低下を招く。よってTi及び/又はVは、合計1.0%以下の範囲内で添加することが好ましい。より好ましくは0.5%以下である。   In order to fully exhibit the effects of Ti and / or V, it is preferable to contain 0.003% or more (more preferably 0.01% or more) in total. In particular, from the viewpoint of improving the hydrogen embrittlement resistance, it is preferable to add more than 0.03% of Ti, more preferably 0.05% or more of Ti. On the other hand, even if Ti is added excessively, the effect is saturated, which is economically undesirable. If V is added excessively, the precipitation of carbonitride increases and the workability and resistance to hydrogen embrittlement deteriorate. Invite. Therefore, it is preferable to add Ti and / or V within a total range of 1.0% or less. More preferably, it is 0.5% or less.

<Zr:0.003〜1.0%>
Zrは、鋼板の強度上昇、細粒化に有効な元素であり、Tiと共存し、耐水素脆化特性を向上させる効果がある。この様な効果を有効に発揮させるには、Zrを0.003%以上含有させることが好ましい。一方、Zrが過剰に含まれると、炭窒化物の析出が多くなり加工性や耐水素脆化特性が低下するため、1.0%以下の範囲内で添加することが好ましい。
<Zr: 0.003-1.0%>
Zr is an element effective for increasing the strength and refining of the steel sheet, and has the effect of coexisting with Ti and improving the resistance to hydrogen embrittlement. In order to exhibit such an effect effectively, it is preferable to contain 0.003% or more of Zr. On the other hand, if Zr is contained excessively, the precipitation of carbonitrides increases and the workability and hydrogen embrittlement resistance deteriorate, so it is preferable to add within 1.0% or less.

<Mo:1.0%以下(0%を含まない)>
Moは、オーステナイトを安定化させて残留オーステナイトを確保し、水素侵入を抑制して耐水素脆化特性を向上させる効果がある。また鋼板の焼入れ性を高めるのにも有効な元素である。加えて粒界を強化し、水素脆化の抑制にも効果がある。この様な作用を有効に発揮させるには、Moを0.005%以上含有させることが推奨される。より好ましくは0.1%以上である。但し、Mo量が1.0%を超えても上記効果が飽和してしまい経済的に無駄である。好ましくは0.8%以下、より好ましくは0.5%以下とする。
<Mo: 1.0% or less (excluding 0%)>
Mo has the effect of stabilizing austenite and securing retained austenite, suppressing hydrogen intrusion and improving hydrogen embrittlement resistance. It is also an effective element for enhancing the hardenability of the steel sheet. In addition, it strengthens the grain boundaries and is effective in suppressing hydrogen embrittlement. In order to effectively exhibit such an action, it is recommended to contain Mo by 0.005% or more. More preferably, it is 0.1% or more. However, even if the amount of Mo exceeds 1.0%, the above effect is saturated and it is economically useless. Preferably it is 0.8% or less, More preferably, it is 0.5% or less.

<Nb:0.1%以下(0%を含まない)>
Nbは、鋼板の強度上昇及び組織の細粒化に非常に有効な元素であり、特にMoとの複合添加により該効果が十分に発揮される。この様な効果を発揮させるには0.005%以上含有させることが推奨される。より好ましくは0.01%以上である。但し、Nbを過剰に含有させても、これらの効果が飽和して経済的に無駄であるため0.1%以下に抑える。好ましくは0.08%以下である。
<Nb: 0.1% or less (excluding 0%)>
Nb is an element that is very effective for increasing the strength of the steel sheet and refining the structure, and the effect is sufficiently exerted particularly by the combined addition with Mo. In order to exert such effects, it is recommended to contain 0.005% or more. More preferably, it is 0.01% or more. However, even if Nb is contained excessively, these effects are saturated and economically useless, so the content is suppressed to 0.1% or less. Preferably it is 0.08% or less.

<B:0.0002〜0.01%>
Bは、鋼板の強度上昇に有効な元素であり、該効果を発揮させるには0.0002%以上(より好ましくは0.0005%以上)含有させることが好ましい。一方、Bが過剰に含まれていると熱間加工性が劣化するため、0.01%以下(より好ましくは0.005%以下)の範囲で含有させることが好ましい。
<B: 0.0002 to 0.01%>
B is an element effective for increasing the strength of the steel sheet, and 0.0002% or more (more preferably 0.0005% or more) is preferably contained in order to exert the effect. On the other hand, when B is contained excessively, the hot workability deteriorates, so that it is preferably contained in the range of 0.01% or less (more preferably 0.005% or less).

<Ca:0.0005〜0.005%、
Mg:0.0005〜0.01%、及び
REM:0.0005〜0.01%
よりなる群から選択される1種以上>
Ca、Mg、REM(希土類元素)は、鋼板表面の腐食に伴う界面雰囲気の水素イオン濃度の上昇を抑制、即ちpHの低下を抑制して鋼板の耐食性を高めるのに有効な元素である。また、鋼中硫化物の形態を制御して、加工性を高めるのにも有効であり、該効果を十分に発揮させるには、Ca、Mg、REMのいずれの場合も0.0005%以上含有させることが好ましい。一方、過剰に含まれていると加工性が劣化するため、Caは0.005%以下、Mg、REMはそれぞれ0.01%以下に抑えることが好ましい。
<Ca: 0.0005 to 0.005%,
Mg: 0.0005 to 0.01%, and REM: 0.0005 to 0.01%
One or more selected from the group consisting of>
Ca, Mg, and REM (rare earth elements) are effective elements for suppressing the increase of the hydrogen ion concentration in the interface atmosphere accompanying the corrosion of the steel sheet surface, that is, for suppressing the decrease in pH and enhancing the corrosion resistance of the steel sheet. In addition, it is effective for controlling the form of sulfide in steel and improving workability, and in order to fully exhibit the effect, the content of 0.0005% or more in any case of Ca, Mg, and REM It is preferable to make it. On the other hand, since workability deteriorates if contained excessively, Ca is preferably 0.005% or less, and Mg and REM are preferably suppressed to 0.01% or less.

本発明は、製造条件まで規定するものではないが、上記成分組成を満たす鋼材を用いて、容易に加工できると共に加工後においても超高強度かつ優れた耐水素脆化特性を発揮する上記組織を形成するには、熱間圧延時の仕上げ圧延を、フェライトの生成しない過冷却オーステナイト域温度であって極力低温で行うことが推奨される。該温度で仕上げ圧延を行うことによって、熱延鋼板のオーステナイトを微細化することができ、結果として最終製品の組織が微細となるからである。   Although the present invention does not stipulate the manufacturing conditions, the structure that can be easily processed using a steel material satisfying the above component composition and that exhibits ultrahigh strength and excellent hydrogen embrittlement resistance even after processing is obtained. In order to form, it is recommended that the finish rolling at the time of hot rolling is performed at a supercooled austenite region temperature where ferrite is not generated and at a low temperature as much as possible. This is because the austenite of the hot-rolled steel sheet can be refined by performing finish rolling at the temperature, and as a result, the structure of the final product becomes fine.

また、熱間圧延後またはその後に行う冷間圧延の後に、下記要領で熱処理を行うことが推奨される。即ち、前述した成分組成を満足する鋼をA点〜(A点+50℃)の温度(T1)で10〜1800秒間(t1)加熱保持後、3℃/s以上の平均冷却速度で(Ms点−100℃)〜Bs点の温度(T2)まで冷却し、該温度域で60〜1800秒間(t2)加熱保持することが推奨される。 In addition, it is recommended to perform heat treatment in the following manner after hot rolling or after cold rolling performed thereafter. That is, the steel satisfying the chemical composition from 10 to 1800 seconds at a temperature (T1) of the A 3 point ~ (A 3 point + 50 ℃) (t1) after heating and holding, 3 ° C. / s or more average cooling rate mentioned above ( It is recommended to cool to a temperature (T2) between Ms point and 100 ° C.) to Bs point and to heat and hold in this temperature range for 60 to 1800 seconds (t2).

上記T1が(A点+50℃)を超えるか、t1が1800秒を超えると、オーステナイトの粒成長を招き、加工性(伸びフランジ性)が悪化するので好ましくない。一方、上記T1がA点の温度より低くなると、所定のベイニティックフェライト組織が得られない。また、上記t1が10秒未満の場合には、オーステナイト化が充分行われず、セメンタイトやその他の合金炭化物が残存してしまうので好ましくない。上記t1は、好ましくは30秒以上600秒以下、より好ましくは60秒以上400秒以下である。 Or the T1 exceeds (A 3 point + 50 ° C.), the t1 exceeds 1800 seconds, lead to grain growth of the austenite, since formability (stretch flangeability) is undesirably poor. On the other hand, the T1 becomes lower than the temperature of the three points A, not predetermined bainitic ferrite structure can not be obtained. Further, when t1 is less than 10 seconds, austenitization is not sufficiently performed, and cementite and other alloy carbides remain, which is not preferable. The t1 is preferably 30 seconds to 600 seconds, more preferably 60 seconds to 400 seconds.

次いで上記鋼板を冷却するが、3℃/s以上の平均冷却速度で冷却するのは、パーライト変態領域を避けてパーライト組織の生成を防止する為である。この平均冷却速度は大きい程よく、好ましくは5℃/s以上、より好ましくは10℃/s以上とすることが推奨される。   Then, the steel sheet is cooled at an average cooling rate of 3 ° C./s or more in order to avoid the formation of a pearlite structure by avoiding the pearlite transformation region. It is recommended that the average cooling rate be as large as possible, preferably 5 ° C./s or higher, more preferably 10 ° C./s or higher.

次に、(Ms点−100℃)〜Bs点まで上記速度で冷却した後、恒温変態させることによって所定の組織を導入することができる。ここでの加熱保持温度(T2)がBs点を超えると、本発明にとって好ましくないパーライトが多量に生成し、ベイニティックフェライト組織を十分に確保することができない。一方、上記T2が(Ms点−100℃)を下回ると残留オーステナイトが減少するので好ましくない。   Next, after cooling from the (Ms point−100 ° C.) to the Bs point at the above speed, a predetermined structure can be introduced by isothermal transformation. When the heating and holding temperature (T2) here exceeds the Bs point, a large amount of pearlite that is undesirable for the present invention is generated, and a bainitic ferrite structure cannot be sufficiently secured. On the other hand, if the T2 is lower than (Ms point−100 ° C.), the retained austenite decreases, which is not preferable.

また、加熱保持時間(t2)が1800秒を超えるとベイニティックフェライトの転位密度が小さくなり水素のトラップ量が少なくなる他、所定の残留オーステナイトが得られない。一方、上記t2が60秒未満でも、所定のベイニティックフェライト組織が得られない。好ましくは上記t2を90秒以上1200秒以下、より好ましくは120秒以上600秒以下とする。加熱保持後の冷却方法については特に限定されず、空冷、急冷、気水冷却等を行なうことができる。   On the other hand, when the heating and holding time (t2) exceeds 1800 seconds, the dislocation density of the bainitic ferrite decreases and the amount of trapped hydrogen decreases, and a predetermined retained austenite cannot be obtained. On the other hand, even if the t2 is less than 60 seconds, a predetermined bainitic ferrite structure cannot be obtained. Preferably, t2 is 90 seconds to 1200 seconds, more preferably 120 seconds to 600 seconds. The cooling method after heating and holding is not particularly limited, and air cooling, rapid cooling, air-water cooling, and the like can be performed.

実操業を考慮すると、上記焼鈍処理は、連続焼鈍設備またはバッチ式焼鈍設備を用いて行うのが簡便である。また冷間圧延板にめっきを施して溶融亜鉛めっきとする場合には、めっき条件が上記熱処理条件を満足するように設定し、該めっき工程で上記熱処理を行ってもよい。   In consideration of actual operation, it is easy to perform the annealing treatment using a continuous annealing facility or a batch annealing facility. Moreover, when plating a cold-rolled sheet to make hot dip galvanizing, the plating conditions may be set so as to satisfy the heat treatment conditions, and the heat treatment may be performed in the plating step.

また、前述した連続焼鈍処理する前の熱延工程(必要に応じて冷延工程)は、特に限定されず、通常、実施される条件を適宜選択して採用することができる。具体的に上記熱延工程としては、例えばAr点以上で熱延終了後、平均冷却速度約30℃/sで冷却し、約500〜600℃の温度で巻取る等の条件を採用することができる。また、熱延後の形状が悪い場合には、形状修正の目的で冷間圧延を行ってもよい。ここで、冷延率は1〜70%とすることが推奨される。冷延率70%を超える冷間圧延は、圧延荷重が増大して圧延が困難となるからである。 Moreover, the hot-rolling process (the cold-rolling process as needed) before performing the continuous annealing process mentioned above is not specifically limited, Usually, the conditions implemented can be selected suitably and can be employ | adopted. Specifically, as the above hot rolling process, for example, after completion of hot rolling at three or more points of Ar, conditions such as cooling at an average cooling rate of about 30 ° C./s and winding at a temperature of about 500 to 600 ° C. are adopted. Can do. Moreover, when the shape after hot rolling is bad, cold rolling may be performed for the purpose of shape correction. Here, the cold rolling rate is recommended to be 1 to 70%. This is because cold rolling exceeding a cold rolling rate of 70% increases the rolling load and makes rolling difficult.

本発明は、薄鋼板を対象とするものであるが、製品形態は特に限定されず、熱間圧延して得られた鋼板や更に冷間圧延して得られた鋼板の他、熱間圧延または冷間圧延を行った後に焼鈍を施し、その後に化成処理を施したり、溶融めっき、電気めっき、蒸着等によるめっきや、各種塗装、塗装下地処理、有機皮膜処理等を施してもよい。   The present invention is intended for thin steel sheets, but the product form is not particularly limited, in addition to steel sheets obtained by hot rolling and steel sheets obtained by further cold rolling, After performing cold rolling, annealing may be performed, followed by chemical conversion treatment, plating by hot dipping, electroplating, vapor deposition, etc., various coatings, paint base treatment, organic film treatment, and the like.

上記めっきの種類としては、一般的な亜鉛めっき、アルミめっき等のいずれでもかまわない。まためっきの方法は、溶融めっき及び電気めっきのいずれでもよく、更にめっき後に合金化熱処理を施してもよく、複層めっきを施してもよい。また、非めっき鋼板上やめっき鋼板上にフィルムラミネート処理を施してもよい。   As the type of plating, any of general zinc plating, aluminum plating, and the like may be used. The plating method may be either hot-dip plating or electroplating, and may be further subjected to alloying heat treatment after plating, or may be subjected to multilayer plating. Moreover, you may give a film lamination process on a non-plated steel plate or a plated steel plate.

上記塗装を行なう場合には、各種用途に応じてリン酸塩処理などの化成処理を施したり、電着塗装を施してもよい。塗料は公知の樹脂が使用可能であり、エポキシ樹脂、フッ素含有樹脂、シリコンアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂などを公知の硬化剤と共に使用することが可能である。特に耐食性の観点からはエポキシ樹脂、フッ素含有樹脂、シリコンアクリル樹脂の使用が推奨される。その他、塗料に添加される公知の添加剤、例えば着色用顔料、カップリング剤、レベリング剤、増感剤、酸化防止剤、紫外線安定剤、難燃剤などを添加してもよい。   When performing the above-mentioned coating, chemical conversion treatment such as phosphate treatment or electrodeposition coating may be performed according to various applications. A known resin can be used for the paint, and an epoxy resin, a fluorine-containing resin, a silicon acrylic resin, a polyurethane resin, an acrylic resin, a polyester resin, a phenol resin, an alkyd resin, a melamine resin, or the like can be used together with a known curing agent. Is possible. In particular, from the viewpoint of corrosion resistance, use of an epoxy resin, a fluorine-containing resin, or a silicon acrylic resin is recommended. In addition, known additives added to the paint, such as coloring pigments, coupling agents, leveling agents, sensitizers, antioxidants, UV stabilizers, flame retardants, and the like may be added.

また塗料の形態も特に限定されず、溶剤系塗料、粉体塗料、水系塗料、水分散型塗料、電着塗料など用途に応じて適宜選択することができる。上記塗料を用い、所望の被覆層を鋼材に形成させるには、ディッピング法、ロールコーター法、スプレー法、カーテンフローコーター法などの公知の方法を用いればよい。被覆層の厚みは用途に応じて公知の適切な値を採用すればよい。   The form of the paint is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the use such as solvent-based paint, powder paint, water-based paint, water-dispersed paint, and electrodeposition paint. In order to form a desired coating layer on a steel material using the coating material, a known method such as a dipping method, a roll coater method, a spray method, or a curtain flow coater method may be used. The thickness of the coating layer may be a known appropriate value depending on the application.

本発明の超高強度鋼板は、バンパーやドアインパクトビーム、ピラー、レインフォース、メンバー等の自動車の補強部材等の自動車用強度部品の他、シートレール等の室内部品等にも適用することができる。この様に形成加工して得られる部品においても、十分な材質特性(強度)を有しかつ優れた耐水素脆化特性を発揮する。   The ultra-high-strength steel sheet of the present invention can be applied not only to automotive strength parts such as bumpers, door impact beams, pillars, reinforcements, and members of automobiles such as members, but also to indoor parts such as seat rails. . Parts obtained by forming and processing in this manner also have sufficient material properties (strength) and exhibit excellent hydrogen embrittlement resistance.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. It is also possible to implement, and they are all included in the technical scope of the present invention.

表1に記載の成分組成からなる供試鋼No.A〜Qを真空溶製し、実験用スラブとした後、下記工程(熱延→冷延→連続焼鈍)に従って、板厚3.2mmの熱延鋼板を得てから酸洗により表面スケールを除去し、その後1.2mm厚となるまで冷間圧延した。   Test steel No. 1 composed of the components shown in Table 1 After A to Q are melted in vacuum to make an experimental slab, according to the following process (hot rolling → cold rolling → continuous annealing), a hot rolled steel sheet having a thickness of 3.2 mm is obtained, and then the surface scale is removed by pickling. Then, cold rolling was performed until the thickness became 1.2 mm.

<熱延工程>開始温度(SRT):1150〜1250℃で30分間保持
仕上温度(FDT):850℃
冷却速度:40℃/s
巻取温度:550℃
<冷延工程>冷延率:50%
<連続焼鈍工程>各供試鋼について、A点+30℃で120秒間保持した後、平均冷却速度20℃/sで表2中のTo℃まで急速冷却し(空冷)、該To℃で240秒間保持した。その後は室温まで気水冷却した。
<Hot rolling process> Start temperature (SRT): Hold at 1150-1250 ° C for 30 minutes
Finishing temperature (FDT): 850 ℃
Cooling rate: 40 ° C / s
Winding temperature: 550 ℃
<Cold rolling process> Cold rolling rate: 50%
For <continuous annealing process> Each sample steels, after holding for 120 seconds at A 3 point + 30 ° C., rapidly cooled at an average cooling rate of 20 ° C. / s to the To ° C. in Table 2 (air), at the the To ° C. 240 Held for 2 seconds. Thereafter, it was cooled with air to room temperature.

尚、表2のNo.11では、比較例として従来の高強度鋼であるマルテンサイト鋼を作製するため、冷間圧延後の鋼板を830℃まで加熱し5分間保持した後に水焼入れし、300℃で10分間焼き戻した。またNo.12では、冷間圧延後の鋼板を800℃まで加熱し120秒間保持した後、平均冷却速度20℃/sで350℃まで冷却し、該温度で240秒間保持した。   In Table 2, No. In No. 11, in order to produce martensitic steel, which is a conventional high-strength steel, as a comparative example, the steel sheet after cold rolling was heated to 830 ° C. and held for 5 minutes, then water quenched and tempered at 300 ° C. for 10 minutes. . No. In No. 12, the cold-rolled steel sheet was heated to 800 ° C. and held for 120 seconds, then cooled to 350 ° C. at an average cooling rate of 20 ° C./s, and held at that temperature for 240 seconds.

この様にして得られた鋼板から、JIS5号試験片を採取し、実際に行なわれる加工を模して加工率3%の引張加工を施し、加工前後の各試料の金属組織、加工前の引張強度(TS)と伸び[全伸びのこと(El)]、及び加工後の耐水素脆化特性(水素脆化危険度指数)を下記要領で夫々調べた。   A JIS No. 5 test piece was collected from the steel sheet thus obtained, and subjected to tensile processing at a processing rate of 3% to simulate actual processing. The metal structure of each sample before and after processing, and tensile before processing Strength (TS) and elongation [total elongation (El)], and hydrogen embrittlement resistance after processing (hydrogen embrittlement risk index) were examined as follows.

[金属組織の観察]
上記加工前後の試験片を用いて、下記の通り金属組織の観察を行った。即ち、製品板厚1/4の位置で圧延面と平行な面における任意の測定領域(約50μm×50μm、測定間隔は0.1μm)を対象に観察・撮影し、ベイニティックフェライト(BF)及びマルテンサイト(M)の面積率、残留オーステナイト(残留γ)の面積率を前述した方法に従って測定した。そして任意に選択した2視野において同様に測定し、平均値を求めた。またその他の組織(フェライトやパーライト等)を、全組織(100%)から上記組織の占める面積率を差し引いて求めた。
[Observation of metal structure]
Using the test pieces before and after the processing, the metal structure was observed as follows. That is, observation and photographing of an arbitrary measurement region (about 50 μm × 50 μm, measurement interval is 0.1 μm) in a plane parallel to the rolling surface at the position of the product thickness ¼, bainitic ferrite (BF) In addition, the area ratio of martensite (M) and the area ratio of retained austenite (residual γ) were measured according to the methods described above. And it measured similarly in the 2 visual fields selected arbitrarily, and calculated | required the average value. Further, other structures (ferrite, pearlite, etc.) were obtained by subtracting the area ratio occupied by the above structure from the total structure (100%).

更に加工前後の鋼板における残留オーステナイト結晶粒の平均軸比、平均短軸長さ及び残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離を、前述の方法に従って測定した。上記平均軸比は、5以上のものを本発明の要件を満たす(○)とし、5未満のものを本発明の要件を満たさない(×)と評価した。   Furthermore, the average axial ratio, the average minor axis length, and the nearest neighbor distance between the residual austenite crystal grains in the steel sheet before and after processing were measured according to the method described above. The average axial ratio of 5 or more was evaluated as satisfying the requirements of the present invention (◯), and the average axial ratio of less than 5 was evaluated as not satisfying the requirements of the present invention (x).

[引張強度(TS)及び伸び(El)の測定]
引張試験は、加工前のJIS5号試験片を用いて行い、引張強度(TS)と伸び(El)を測定した。尚、引張試験の歪速度は1mm/secとした。そして本発明では、上記方法によって測定される引張強度が1180MPa以上の鋼板を対象に、伸びが10%以上のものを「伸びに優れる」と評価した。
[Measurement of tensile strength (TS) and elongation (El)]
The tensile test was performed using a JIS No. 5 test piece before processing, and the tensile strength (TS) and the elongation (El) were measured. The strain rate in the tensile test was 1 mm / sec. And in this invention, the thing whose elongation is 10% or more was evaluated as "it is excellent in elongation" for the steel plate whose tensile strength measured by the said method is 1180 Mpa or more.

[耐水素脆化特性の評価]
板厚1.2mmの平板試験片を用いて、歪み速度が1×10−4/secの低歪み速度引張試験法(SSRT)を行い、下記式にて定義される水素脆化危険度指数(%)を求めて耐水素脆化特性を評価した。
水素脆化危険度指数(%)=100×(1−E1/E0)
[Evaluation of hydrogen embrittlement resistance]
Using a flat plate test piece having a thickness of 1.2 mm, a low strain rate tensile test method (SSRT) with a strain rate of 1 × 10 −4 / sec was performed, and a hydrogen embrittlement risk index ( %) To evaluate hydrogen embrittlement resistance.
Hydrogen embrittlement risk index (%) = 100 × (1−E1 / E0)

ここで、E0は、実質的に鋼中に水素を含まない状態の試験片の破断時の伸びを示し、E1は、硫酸中で電気化学的に水素をチャージさせた鋼材(試験片)の破断時の伸びを示している。尚、上記水素チャージは、鋼材(試験片)をHSO(0.5mol/L)とKSCN(0.01mol/L)の混合溶液中に浸漬し、室温かつ定電流(100A/m)の条件で行った。 Here, E0 indicates the elongation at break of the test piece in a state that substantially does not contain hydrogen in the steel, and E1 indicates breakage of the steel material (test piece) electrochemically charged with hydrogen in sulfuric acid. It shows the growth of time. The hydrogen charge is performed by immersing a steel material (test piece) in a mixed solution of H 2 SO 4 (0.5 mol / L) and KSCN (0.01 mol / L) at room temperature and a constant current (100 A / m 2). ).

上記水素脆化危険度指数は、50%を超えると使用中に水素脆化を起こす危険があるので、本発明では、50%以下を耐水素脆化特性に優れると評価した。   If the hydrogen embrittlement risk index exceeds 50%, there is a risk of causing hydrogen embrittlement during use. Therefore, in the present invention, 50% or less was evaluated as having excellent hydrogen embrittlement resistance.

これらの結果を表2に示す。   These results are shown in Table 2.

Figure 0004684003
Figure 0004684003

Figure 0004684003
Figure 0004684003

表1,2から次の様に考察することができる(尚、下記No.は、表2中の実験No.を示す)。   The following can be considered from Tables 1 and 2 (the following No. indicates the experiment No. in Table 2).

本発明で規定する要件を満たすNo.1〜9、13〜17は、1180MPa以上の超高強度を示すと共に加工後における過酷な環境下での耐水素脆化特性にも優れている。またTRIP鋼板として具備すべき伸びも良好であり、大気腐食雰囲気に曝される自動車の補強部品等として最適な鋼板が得られている。   No. satisfying the requirements defined in the present invention. 1 to 9 and 13 to 17 exhibit an ultrahigh strength of 1180 MPa or more and are excellent in hydrogen embrittlement resistance in a severe environment after processing. Moreover, the elongation which should be comprised as a TRIP steel plate is also favorable, and the optimal steel plate is obtained as a reinforcement part etc. of the motor vehicle exposed to an atmospheric corrosive atmosphere.

これに対し、本発明の規定を満足しないNo.10〜12、18は、夫々、以下の不具合を有している。   On the other hand, No. which does not satisfy the provisions of the present invention. Each of 10-12 and 18 has the following problems.

即ち、No.10は、C量が過剰である鋼種Jを用いた例であるが、炭化物が析出し、また残留オーステナイトの平均短軸長さが長いため、成形性および加工後の耐水素脆化特性のどちらも劣っている。   That is, no. No. 10 is an example using steel type J in which the amount of C is excessive. Since carbides are precipitated and the average minor axis length of retained austenite is long, whichever of the formability and the hydrogen embrittlement resistance after processing? Is also inferior.

No.11は、Si量の不足している鋼種Kを用いて従来の高強度鋼であるマルテンサイト鋼を得た例であるが、残留オーステナイトがほとんど存在していないため、耐水素脆化特性に劣っている。また、薄鋼板に要求される伸びも確保できていない。   No. No. 11 is an example of obtaining martensitic steel, which is a conventional high-strength steel, using a steel type K having an insufficient amount of Si. However, since there is almost no retained austenite, the resistance to hydrogen embrittlement is poor. ing. Further, the elongation required for the thin steel sheet cannot be secured.

No.12は、本発明で規定する成分組成を満たす鋼材を用いているが、推奨される条件で製造しなかったため、得られた鋼板は従来のTRIP鋼板となった。その結果、残留オーステナイトは、加工後に著しく減少し、また本発明で規定する平均軸比、平均短軸長さを満たさず、母相もベイニティックフェライトとマルテンサイトの二相組織とならなかったため、強度が低くかつ耐水素脆化特性にも劣っている。   No. No. 12 uses a steel material that satisfies the component composition defined in the present invention, but because it was not manufactured under the recommended conditions, the steel plate obtained was a conventional TRIP steel plate. As a result, the retained austenite significantly decreased after processing, and did not satisfy the average axial ratio and average minor axis length specified in the present invention, and the parent phase did not become a two-phase structure of bainitic ferrite and martensite. It has low strength and inferior hydrogen embrittlement resistance.

No.18は、本発明鋼板1として規定するAl量を上回っているため、所定量の残留オーステナイトは確保できているが、該残留オーステナイトが本発明で規定する平均軸比を満たさず、更にはAlN等の介在物も生成したため耐水素脆化特性に劣っている。   No. No. 18 exceeds the amount of Al defined as the steel sheet 1 of the present invention, so that a predetermined amount of retained austenite can be secured, but the retained austenite does not satisfy the average axial ratio defined in the present invention, and further AlN and the like Since the inclusions are also generated, the hydrogen embrittlement resistance is poor.

次に、上記表1の鋼種記号A、Gの鋼板と比較鋼板(従来品である590MPa級の高張力鋼板)を用いて部品を成形し、下記の通り、耐圧壊性試験及び耐衝撃特性試験を行って、成形品としての性能(耐圧壊性及び耐衝撃特性)を調べた。   Next, parts were formed using steel plates of steel type symbols A and G in Table 1 and a comparative steel plate (a conventional high-tensile steel plate of 590 MPa class). The performance (crush resistance and impact resistance) as a molded product was examined.

[耐圧壊性試験]
まず、表1の鋼種記号A、Gの鋼板と比較鋼板を用いてそれぞれ図3に示す様な部品(試験体,ハットチャンネル部品)1を作成し、次の様にして圧壊性試験を行なった。即ち、図3に示す部品のスポット溶接位置2に、先端径6mmの電極から、チリ発生電流よりも0.5kA低い電流を流して、図3に示す通り35mmピッチでスポット溶接を行った。そして図4に示す様に、部品1の長手方向中央部の上方から金型3を押し付けて最大荷重を求めた。また荷重−変位線図の面積から吸収エネルギーを求めた。その結果を表3に示す。
[Pressure resistance test]
First, parts (test body, hat channel parts) 1 as shown in FIG. 3 were prepared using steel sheets of steel type symbols A and G in Table 1 and a comparative steel sheet, and the crushability test was performed as follows. . That is, spot welding was performed at a pitch of 35 mm as shown in FIG. 3 by applying a current 0.5 kA lower than the dust generation current from an electrode having a tip diameter of 6 mm to the spot welding position 2 of the component shown in FIG. And as shown in FIG. 4, the metal mold | die 3 was pressed from the upper direction center part of the component 1, and the maximum load was calculated | required. Absorbed energy was determined from the area of the load-displacement diagram. The results are shown in Table 3.

Figure 0004684003
Figure 0004684003

表3より、本発明の鋼板を用いて作成した部品(試験体)は、強度の低い従来の鋼板を用いた場合より高い荷重を示し、また吸収エネルギーも高くなっていることから、優れた耐圧壊性を有していることがわかる。   From Table 3, the part (test body) created using the steel plate of the present invention shows a higher load than when a conventional steel plate with low strength is used, and the absorbed energy is also high, so it has an excellent pressure resistance. It turns out that it has destructiveness.

[耐衝撃特性試験]
表1の鋼種記号A、Gの鋼板と比較鋼板を用いてそれぞれ図5に示す様な部品(試験体,ハットチャンネル部品)4を作成し、次の様にして耐衝撃特性試験を行なった。尚、図6は、前記図5における部品4のA−A断面図を示している。耐衝撃特性試験は、上記耐圧壊性試験の場合と同様に部品4のスポット溶接位置5にスポット溶接を行った後、図7に模式的に示す通り部品4を土台7にセットし、該部品4の上方から、落錘(質量:110kg)6を高さ11mの位置から落下させて、部品4が40mm変形(高さ方向が収縮)するまでの吸収エネルギーを求めた。その結果を表4に示す。
[Impact resistance test]
Parts (test body, hat channel parts) 4 as shown in FIG. 5 were prepared using steel sheets of steel type symbols A and G in Table 1 and comparative steel sheets, respectively, and an impact resistance test was performed as follows. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA of the component 4 in FIG. In the impact resistance test, after spot welding is performed at the spot welding position 5 of the part 4 as in the case of the above-mentioned fracture resistance test, the part 4 is set on the base 7 as schematically shown in FIG. The falling energy (mass: 110 kg) 6 was dropped from the position of 11 m in height from above 4, and the absorbed energy until the part 4 was deformed 40 mm (the height direction contracted) was determined. The results are shown in Table 4.

Figure 0004684003
Figure 0004684003

表4より、本発明の鋼板を用いて作成した部品(試験体)は、強度の低い従来の鋼板を用いた場合より高い吸収エネルギーを示し、優れた耐衝撃特性を有していることがわかる。   From Table 4, it can be seen that the part (test body) prepared using the steel sheet of the present invention has higher absorbed energy than the case of using a conventional steel sheet having low strength and has excellent impact resistance characteristics. .

参考までに、本実施例で得られた試験片のTEM観察写真を示す。図8は、本発明例であるNo.1のTEM観察写真例(倍率15,000倍)であり、図9は前記図8の写真の一部を拡大したTEM観察写真例(倍率60,000倍)であるが、この図8,9から、本発明の超高強度鋼板の金属組織は、残留オーステナイト(図8,9中、棒線状の黒色部分)が微細分散した状態であり、該残留オーステナイトの形状は、本発明で規定する要件を満たすラス状であることがわかる。一方、図10は比較例であるNo.13のTEM観察写真例であるが、この図10から、No.13の超高強度鋼板には残留オーステナイト(図10中のやや丸い黒色部分)が存在しているが、本発明の規定を満たさない塊状の残留オーステナイトであることがわかる。   For reference, a TEM observation photograph of the test piece obtained in this example is shown. FIG. 9 is a TEM observation photograph example (magnification 15,000 times), and FIG. 9 is an enlarged TEM observation photograph example (magnification 60,000 times) of a part of the photograph shown in FIG. Thus, the microstructure of the ultra-high-strength steel sheet of the present invention is a state in which retained austenite (in FIGS. 8 and 9, bar-like black portions) is finely dispersed, and the shape of the retained austenite is defined by the present invention. It can be seen that the lath shape meets the requirements. On the other hand, FIG. 13 is a TEM observation photograph example of FIG. Residual austenite (slightly round black portion in FIG. 10) is present in 13 ultra high strength steel sheets, but it is understood that the austenite is a massive austenite that does not satisfy the provisions of the present invention.

残留オーステナイト結晶粒の平均軸比と水素脆化危険度指数の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the average axial ratio of a retained austenite crystal grain, and a hydrogen embrittlement risk index. 残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the nearest neighbor distance between residual austenite crystal grains. 実施例における耐圧壊性試験に用いた部品の概観斜視図である。It is a general-view perspective view of the components used for the pressure-resistant fracture test in an Example. 実施例における耐圧壊性試験の様子を模式的に示した側面図である。It is the side view which showed typically the mode of the pressure-proof fracture test in an Example. 実施例における耐衝撃特性試験に用いた部品の概観斜視図である。It is a general | schematic perspective view of the components used for the impact-resistant characteristic test in an Example. 上記図5におけるA−A断面図である。It is AA sectional drawing in the said FIG. 実施例における耐衝撃特性試験の様子を模式的に示した側面図である。It is the side view which showed typically the mode of the impact-resistant characteristic test in an Example. 実施例のNo.1(本発明例)におけるTEM観察写真例(倍率:15,000倍)である。No. of an Example. 1 is an example of a TEM observation photograph (magnification: 15,000 times) in No. 1 (example of the present invention). 実施例のNo.1(本発明例)におけるTEM観察写真例(倍率:60,000倍)である。No. of an Example. 1 is an example of a TEM observation photograph (magnification: 60,000 times) in 1 (invention example). 実施例のNo.13(比較例)におけるTEM観察写真例(倍率:15,000倍)である。No. of an Example. 13 is a TEM observation photograph example (magnification: 15,000 times) in No. 13 (comparative example).

符号の説明Explanation of symbols

1 耐圧壊性試験用部品(試験体)
2,5 スポット溶接位置
3 金型
4 耐衝撃特性試験用部品(試験体)
6 落錘
7 (耐衝撃特性試験用)土台
1 Pressure fracture test parts (test specimen)
2,5 Spot welding position 3 Mold 4 Impact resistance test parts (test body)
6 Falling weight 7 (For impact resistance test)

Claims (7)

質量%で、
C :0.25超〜0.60%、
Si:1.0〜3.0%、
Mn:1.0〜3.5%、
P :0.15%以下、
S :0.02%以下、
Al:1.5%以下(0%を含まない)
を満たし、残部が鉄及び不可避不純物からなるものであって、
加工率3%の引張加工後の金属組織が、
全組織に対する面積率で、ベイニティックフェライト及びマルテンサイトの両方を含み、合計で80%以上であり、フェライト及びパーライトは合計で9%以下(0%を含む)を満足すると共に、
残留オーステナイト:全組織に対する面積率で%以上、
該残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸):5以上、
該残留オーステナイト結晶粒の平均短軸長さ:1μm以下で、かつ
該残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離:1μm以下を満たし、
引張強度が1180MPa以上であることを特徴とする耐水素脆化特性及び加工性に優れた超高強度薄鋼板。
% By mass
C: more than 0.25 to 0.60%,
Si: 1.0-3.0%,
Mn: 1.0 to 3.5%
P: 0.15% or less,
S: 0.02% or less,
Al: 1.5% or less (excluding 0%)
And the balance consists of iron and inevitable impurities,
The metal structure after tensile processing with a processing rate of 3%
The area ratio with respect to the whole structure includes both bainitic ferrite and martensite, and is 80% or more in total, and ferrite and pearlite satisfy 9% or less (including 0%) in total,
Residual austenite: 2 % or more in area ratio to the whole structure,
Average axial ratio (long axis / short axis) of the residual austenite crystal grains: 5 or more,
The average minor axis length of the residual austenite crystal grains is 1 μm or less, and the closest distance between the residual austenite crystal grains is 1 μm or less,
An ultra-high strength thin steel sheet excellent in hydrogen embrittlement resistance and workability, characterized by having a tensile strength of 1180 MPa or more.
質量%で、
C :0.25超〜0.60%、
Si:1.0〜3.0%、
Mn:1.0〜3.5%、
P :0.15%以下、
S :0.02%以下、
Al:0.5%以下(0%を含まない)
を満たし、残部が鉄及び不可避不純物からなるものであって、
加工率3%の引張加工後の金属組織が、
全組織に対する面積率で、ベイニティックフェライト及びマルテンサイトの両方を含み、合計で80%以上であり、フェライト及びパーライトは合計で9%以下(0%を含む)を満足すると共に、
残留オーステナイト:全組織に対する面積率で%以上、
該残留オーステナイト結晶粒の平均軸比(長軸/短軸):5以上、
該残留オーステナイト結晶粒の平均短軸長さ:1μm以下で、かつ
該残留オーステナイト結晶粒間の最隣接距離:1μm以下を満たし、
引張強度が1180MPa以上であることを特徴とする耐水素脆化特性及び加工性に優れた超高強度薄鋼板。
% By mass
C: more than 0.25 to 0.60%,
Si: 1.0-3.0%,
Mn: 1.0 to 3.5%
P: 0.15% or less,
S: 0.02% or less,
Al: 0.5% or less (excluding 0%)
And the balance consists of iron and inevitable impurities,
The metal structure after tensile processing with a processing rate of 3%
The area ratio with respect to the whole structure includes both bainitic ferrite and martensite, and is 80% or more in total, and ferrite and pearlite satisfy 9% or less (including 0%) in total,
Residual austenite: 2 % or more in area ratio to the whole structure,
Average axial ratio (long axis / short axis) of the residual austenite crystal grains: 5 or more,
The average minor axis length of the residual austenite crystal grains is 1 μm or less, and the closest distance between the residual austenite crystal grains is 1 μm or less,
An ultra-high strength thin steel sheet excellent in hydrogen embrittlement resistance and workability, characterized by having a tensile strength of 1180 MPa or more.
更に、質量%で、
Cu:0.003〜0.5%、及び/又は
Ni:0.003〜1.0%
を含む請求項1または2に記載の超高強度薄鋼板。
Furthermore, in mass%,
Cu: 0.003-0.5% and / or Ni: 0.003-1.0%
The ultra-high-strength thin steel sheet according to claim 1 or 2 .
更に、質量%で、
Ti及び/又はVを合計で0.003〜1.0%含む請求項1〜のいずれかに記載の超高強度薄鋼板。
Furthermore, in mass%,
The ultra high strength thin steel sheet according to any one of claims 1 to 3 , comprising 0.003 to 1.0% of Ti and / or V in total.
更に、質量%で、
Mo:1.0%以下(0%を含まない)、
Nb:0.1%以下(0%を含まない)
を含む請求項1〜のいずれかに記載の超高強度薄鋼板。
Furthermore, in mass%,
Mo: 1.0% or less (excluding 0%),
Nb: 0.1% or less (excluding 0%)
The ultra-high-strength thin steel sheet according to any one of claims 1 to 4 .
更に、質量%で、
B:0.0002〜0.01%を含む請求項1〜のいずれかに記載の超高強度薄鋼板。
Furthermore, in mass%,
B: The ultra-high-strength thin steel sheet according to any one of claims 1 to 5 , comprising 0.0002 to 0.01%.
更に、質量%で、
Ca:0.0005〜0.005%、
Mg:0.0005〜0.01%、及び
REM:0.0005〜0.01%
よりなる群から選択される1種以上を含む請求項1〜のいずれかに記載の超高強度薄鋼板。
Furthermore, in mass%,
Ca: 0.0005 to 0.005%,
Mg: 0.0005 to 0.01%, and REM: 0.0005 to 0.01%
The ultra-high strength thin steel sheet according to any one of claims 1 to 6 , comprising at least one selected from the group consisting of:
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JP2004308002A (en) * 2003-03-26 2004-11-04 Kobe Steel Ltd Ultrahigh strength steel sheet having excellent elongation and hydrogen embrittlement resistance, its production method, and method of manufacturing ultrahigh strength press-formed component using the ultrahigh strength steel sheet

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